JP2003060215A - 光起電デバイスの製造装置 - Google Patents
光起電デバイスの製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 比較的速い蒸着速度で高品質の半導体材料が
蒸着された大きな面積のガラスシート基板を用いること
により達成された低コスト電力を生じさせることのでき
る改良された光起電デバイスの製造装置を提供する。 【解決手段】 制御された環境を収容するための内部を
有する包囲筐１２６と、包囲筐内に位置しハウジングを
有するオーブン１５６と、ガラスシートを含む基板を支
持し、搬送するためオーブンの加熱チャンバー内に互い
に間隔をおいて配置された水平なロールであって、各々
がオーブンのハウジングを貫通してオーブンの加熱チャ
ンバーから外側に延びる少なくとも一つの端部を有する
ロールを含むローラーコンベヤ１８４と、基板がローラ
ーコンベヤに載って搬送される間に、基板の上を向いた
面に蒸着される加熱された蒸気を供給するため、オーブ
ン内にある少なくとも一つの蒸着ステーション１７６と
を、備えている光起電デバイスの製造装置。
蒸着された大きな面積のガラスシート基板を用いること
により達成された低コスト電力を生じさせることのでき
る改良された光起電デバイスの製造装置を提供する。 【解決手段】 制御された環境を収容するための内部を
有する包囲筐１２６と、包囲筐内に位置しハウジングを
有するオーブン１５６と、ガラスシートを含む基板を支
持し、搬送するためオーブンの加熱チャンバー内に互い
に間隔をおいて配置された水平なロールであって、各々
がオーブンのハウジングを貫通してオーブンの加熱チャ
ンバーから外側に延びる少なくとも一つの端部を有する
ロールを含むローラーコンベヤ１８４と、基板がローラ
ーコンベヤに載って搬送される間に、基板の上を向いた
面に蒸着される加熱された蒸気を供給するため、オーブ
ン内にある少なくとも一つの蒸着ステーション１７６と
を、備えている光起電デバイスの製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光起電デバイスの
製造方法及び装置に関し、更に、それらによって得られ
る光を電気に変換するための製品に関する。
製造方法及び装置に関し、更に、それらによって得られ
る光を電気に変換するための製品に関する。
【０００２】
【背景技術】光起電効果は、1839年、エドムント・ベク
レルによって、光を受けた弱導電性溶液中の二つの同じ
電極を横切って電圧が現れることに彼が注目した時に、
初めて観察された。この光起電効果は、1870年代には、
初めセレン等の固体で研究されており、1880年代まで
は、光を電気に変換する効率が1〜2％のセレン光電池が
製造されていた。
レルによって、光を受けた弱導電性溶液中の二つの同じ
電極を横切って電圧が現れることに彼が注目した時に、
初めて観察された。この光起電効果は、1870年代には、
初めセレン等の固体で研究されており、1880年代まで
は、光を電気に変換する効率が1〜2％のセレン光電池が
製造されていた。
【０００３】一世紀以上前の光起電力に関する初期の実
験以来、光起電デバイス、即ち、太陽電池用の半導体の
開発に多くの仕事がなされてきた。初期の仕事の多く
は、例えば約100μの程度の比較的厚い膜が必要で、し
かも、効率的に機能するためには、単結晶の形態又は単
結晶に非常に近い形態の非常に高品質のものでなければ
ならない結晶質シリコンを用いて行なわれた。シリコン
電池を製造するための最も一般的な方法は、単結晶シリ
コン種結晶を溶融シリコンに接触させ、次いで、種結晶
及び溶融物の双方を反対向きに回転させながら引き上げ
て溶融シリコンの持ち上がったメニスカスをもたらし、
半径方向の成長を促進する単結晶円筒法によるものであ
る。適当なドーピングで電池はN-型又はP-型半導体の何
れかになり、約100 μのウェファーにスライスして接合
部を形成すると太陽電池、即ち、光起電デバイスができ
る。加えて、インゴットのキャスティングによって結晶
質シリコンを製造することができるが、その固化は、単
結晶円筒の場合のようには容易に制御することができ
ず、得られる製品が多結晶質構造である。光起電デバイ
スを製造するのにウェファーに切る必要がなく、しかも
品質の良い結晶質シリコンリボンを直接製造することも
行なわれてきた。溶融紡糸と称する他のアプローチに
は、所望の形状と太さを有する細口の型に外側に向かっ
て広がるよう、溶融シリコンを紡糸ディスクに注ぐこと
が必要である。溶融紡糸に伴う高い回転速度が、形成速
度を高めるが、結晶の質を劣化させる。
験以来、光起電デバイス、即ち、太陽電池用の半導体の
開発に多くの仕事がなされてきた。初期の仕事の多く
は、例えば約100μの程度の比較的厚い膜が必要で、し
かも、効率的に機能するためには、単結晶の形態又は単
結晶に非常に近い形態の非常に高品質のものでなければ
ならない結晶質シリコンを用いて行なわれた。シリコン
電池を製造するための最も一般的な方法は、単結晶シリ
コン種結晶を溶融シリコンに接触させ、次いで、種結晶
及び溶融物の双方を反対向きに回転させながら引き上げ
て溶融シリコンの持ち上がったメニスカスをもたらし、
半径方向の成長を促進する単結晶円筒法によるものであ
る。適当なドーピングで電池はN-型又はP-型半導体の何
れかになり、約100 μのウェファーにスライスして接合
部を形成すると太陽電池、即ち、光起電デバイスができ
る。加えて、インゴットのキャスティングによって結晶
質シリコンを製造することができるが、その固化は、単
結晶円筒の場合のようには容易に制御することができ
ず、得られる製品が多結晶質構造である。光起電デバイ
スを製造するのにウェファーに切る必要がなく、しかも
品質の良い結晶質シリコンリボンを直接製造することも
行なわれてきた。溶融紡糸と称する他のアプローチに
は、所望の形状と太さを有する細口の型に外側に向かっ
て広がるよう、溶融シリコンを紡糸ディスクに注ぐこと
が必要である。溶融紡糸に伴う高い回転速度が、形成速
度を高めるが、結晶の質を劣化させる。
【０００４】より最近の光起電力に関する開発は、厚膜
半導体よりもはるかに薄くなるよう、10μ未満の厚さを
有する薄膜を伴うものである。斯かる薄膜半導体には、
非晶質のシリコン、二セレン化銅インジウム、ヒ化ガリ
ウム、硫化銅及びテルル化カドミウムがある。非晶質の
シリコンは、米国特許第5,016,562 号によって開示され
ているように、プラズマ強化放電(plasma enhanced dis
charge）、又はグロー放電によって薄膜半導体にされて
きた。薄膜半導体を製造するのに用いられる他の方法に
は、電着、スクリーン印刷、及び至近距離昇華(close-sp
aced sublimation)がある。至近距離昇華法は、テルル
化カドミウムに関してを用いられており、ガラスシート
基板を封止されたチャンバーに挿入した後、加熱するこ
とによって行なわれる。ガラスシート基板は、その周辺
部で、原料物質であるテルル化カドミウムと通常２〜３
mmの非常に接近した関係に支持される。加熱が、約450
〜500℃まで進行すると、テルル化カドミウムは、非常
に緩慢に元素のカドミウムとテルルに昇華し始め、約65
0〜725℃の温度に達すると、昇華は、より高速になり、
元素のカドミウムとテルルは、周辺部で支持されたガラ
スシート基板の下向きの面に、かなりの速度でテルル化
カドミウムとして再結合する。続いて、チャンバーを開
いてテルル化カドミウムが蒸着された基板を取り出す前
に、加熱を停止する。このように、テルル化カドミウム
の蒸着は、加工処理の初めには上昇し、加工処理の終わ
りには低下する変化する温度で行なわれる。更に、斯か
る至近距離昇華が先に行なわれた最大面積は、約100平
方センチ(100cm.2 square)である。
半導体よりもはるかに薄くなるよう、10μ未満の厚さを
有する薄膜を伴うものである。斯かる薄膜半導体には、
非晶質のシリコン、二セレン化銅インジウム、ヒ化ガリ
ウム、硫化銅及びテルル化カドミウムがある。非晶質の
シリコンは、米国特許第5,016,562 号によって開示され
ているように、プラズマ強化放電(plasma enhanced dis
charge）、又はグロー放電によって薄膜半導体にされて
きた。薄膜半導体を製造するのに用いられる他の方法に
は、電着、スクリーン印刷、及び至近距離昇華(close-sp
aced sublimation)がある。至近距離昇華法は、テルル
化カドミウムに関してを用いられており、ガラスシート
基板を封止されたチャンバーに挿入した後、加熱するこ
とによって行なわれる。ガラスシート基板は、その周辺
部で、原料物質であるテルル化カドミウムと通常２〜３
mmの非常に接近した関係に支持される。加熱が、約450
〜500℃まで進行すると、テルル化カドミウムは、非常
に緩慢に元素のカドミウムとテルルに昇華し始め、約65
0〜725℃の温度に達すると、昇華は、より高速になり、
元素のカドミウムとテルルは、周辺部で支持されたガラ
スシート基板の下向きの面に、かなりの速度でテルル化
カドミウムとして再結合する。続いて、チャンバーを開
いてテルル化カドミウムが蒸着された基板を取り出す前
に、加熱を停止する。このように、テルル化カドミウム
の蒸着は、加工処理の初めには上昇し、加工処理の終わ
りには低下する変化する温度で行なわれる。更に、斯か
る至近距離昇華が先に行なわれた最大面積は、約100平
方センチ(100cm.2 square)である。
【０００５】基板の大きさを増やすことは、周辺部のみ
で支持された加熱された基板は中央部がたるむ傾向があ
るため、平面性の維持に問題を生じさせることがある。
テルル化カドミウム処理に関する更に完璧な解説が、"H
arnessing SolarPower-The Photovoltaics Challenge"
by Ken Zweibel, published by PlenumPress of New Yo
rk and Londonに述べられている。
で支持された加熱された基板は中央部がたるむ傾向があ
るため、平面性の維持に問題を生じさせることがある。
テルル化カドミウム処理に関する更に完璧な解説が、"H
arnessing SolarPower-The Photovoltaics Challenge"
by Ken Zweibel, published by PlenumPress of New Yo
rk and Londonに述べられている。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は、比較的速い蒸着速度で
高品質の半導体材料が蒸着された大きな、即ち、1000cm
2 を越える面積のガラスシート基板を用いることにより
達成された低コスト電力を生じさせることのできる改良
された光起電デバイスの製造装置を提供することであ
る。本発明の上記の目的及び他の目的の実施にあって
は、本発明による光起電デバイスの製造方法は、加工処
理の間、定常状態で約650℃よりも高い温度に加熱され
た収容された環境を確立すること、及びカドミウム及び
テルルの蒸気を収容された環境に導入することとによっ
て行なわれる。太陽エネルギーを吸収するための半導体
として機能するよう、基板の一方の面にテルル化カドミ
ウムの層を連続高温蒸着するため、約550〜640℃の範囲
の温度に加熱されたガラスシートを含むシート基板が、
収容された環境内を搬送される。
高品質の半導体材料が蒸着された大きな、即ち、1000cm
2 を越える面積のガラスシート基板を用いることにより
達成された低コスト電力を生じさせることのできる改良
された光起電デバイスの製造装置を提供することであ
る。本発明の上記の目的及び他の目的の実施にあって
は、本発明による光起電デバイスの製造方法は、加工処
理の間、定常状態で約650℃よりも高い温度に加熱され
た収容された環境を確立すること、及びカドミウム及び
テルルの蒸気を収容された環境に導入することとによっ
て行なわれる。太陽エネルギーを吸収するための半導体
として機能するよう、基板の一方の面にテルル化カドミ
ウムの層を連続高温蒸着するため、約550〜640℃の範囲
の温度に加熱されたガラスシートを含むシート基板が、
収容された環境内を搬送される。
【０００７】
【課題を解決する手段】本発明は、制御された環境を収
容するための内部を有する包囲筐と、包囲筐内に位置
し、ハウジングを有するオーブンであって、ハウジング
は、加熱チャンバーを形成し、加熱チャンバーは、制御
された環境が、加熱チャンバー内にも及ぶように包囲筐
の内部と連通しているオーブンと、ガラスシートを含む
基板を支持し、搬送するため、オーブンの加熱チャンバ
ー内に互いに間隔をおいて配置された水平なロールであ
って、各々が、オーブンのハウジングを貫通してオーブ
ンの加熱チャンバーから外側に延びる少なくとも一つの
端部を有するロールを含むローラーコンベヤであって、
更にオーブンのハウジングを貫通してオーブンの加熱チ
ャンバーから外側に突出するロールの端部を回転駆動す
るため、包囲筐の内部でオーブンの外側に配置されたロ
ール駆動機構を含むローラーコンベヤと、基板がローラ
ーコンベヤに載って搬送される間に、基板の上を向いた
面に半導体材料の層として蒸着される加熱された蒸気を
供給するため、オーブン内にある少なくとも一つの蒸着
ステーションとを、備えていることを特徴とする光起電
デバイスの製造装置である。
容するための内部を有する包囲筐と、包囲筐内に位置
し、ハウジングを有するオーブンであって、ハウジング
は、加熱チャンバーを形成し、加熱チャンバーは、制御
された環境が、加熱チャンバー内にも及ぶように包囲筐
の内部と連通しているオーブンと、ガラスシートを含む
基板を支持し、搬送するため、オーブンの加熱チャンバ
ー内に互いに間隔をおいて配置された水平なロールであ
って、各々が、オーブンのハウジングを貫通してオーブ
ンの加熱チャンバーから外側に延びる少なくとも一つの
端部を有するロールを含むローラーコンベヤであって、
更にオーブンのハウジングを貫通してオーブンの加熱チ
ャンバーから外側に突出するロールの端部を回転駆動す
るため、包囲筐の内部でオーブンの外側に配置されたロ
ール駆動機構を含むローラーコンベヤと、基板がローラ
ーコンベヤに載って搬送される間に、基板の上を向いた
面に半導体材料の層として蒸着される加熱された蒸気を
供給するため、オーブン内にある少なくとも一つの蒸着
ステーションとを、備えていることを特徴とする光起電
デバイスの製造装置である。
【０００８】本発明の実施形態は以下のとおりである。
最初に言及した半導体材料の層との界面を有する他の半
導体材料の追加の層を基板に蒸着させるための追加の蒸
着ステーションを含んでいることを特徴とする。二つの
追加の蒸着ステーションを含む光起電デバイスの製造装
置であって、二つの追加の蒸着ステーションの一方が、
最初に言及した半導体材料の層との界面を有するよう、
最初に言及した半導体材料の層の前に、他の半導体材料
の追加の層を基板に蒸着させ、二つの追加の蒸着ステー
ションのもう一方が、もう一方の界面と間隔をおいて位
置する他の界面を有するよう、最初に言及した半導体材
料の層の後に、更に別の半導体材料の他の追加の層を基
板に蒸着させる、ことを特徴とする。蒸着ステーション
は、昇華して半導体材料の層として蒸着される加熱され
た蒸気を供給する原料物質を受容するため、オーブン内
でローラーコンベヤの上方に位置する原料物質ホルダー
を含んでいることを特徴とする。蒸着ステーションの原
料物質ホルダーは、上に開いたホルダートラフを含んで
いることを特徴とする。
最初に言及した半導体材料の層との界面を有する他の半
導体材料の追加の層を基板に蒸着させるための追加の蒸
着ステーションを含んでいることを特徴とする。二つの
追加の蒸着ステーションを含む光起電デバイスの製造装
置であって、二つの追加の蒸着ステーションの一方が、
最初に言及した半導体材料の層との界面を有するよう、
最初に言及した半導体材料の層の前に、他の半導体材料
の追加の層を基板に蒸着させ、二つの追加の蒸着ステー
ションのもう一方が、もう一方の界面と間隔をおいて位
置する他の界面を有するよう、最初に言及した半導体材
料の層の後に、更に別の半導体材料の他の追加の層を基
板に蒸着させる、ことを特徴とする。蒸着ステーション
は、昇華して半導体材料の層として蒸着される加熱され
た蒸気を供給する原料物質を受容するため、オーブン内
でローラーコンベヤの上方に位置する原料物質ホルダー
を含んでいることを特徴とする。蒸着ステーションの原
料物質ホルダーは、上に開いたホルダートラフを含んで
いることを特徴とする。
【０００９】蒸着ステーションは、原料物質ホルダーの
上方に位置していて下に開いた形状を有する偏向要素を
更に含んでいることを特徴とする。原料物質ホルダー
は、上に開いていて互いに間隔をおいて位置する関係に
あるコンベヤロールと平行に延びる細長いホルダートラ
フと、ホルダートラフの上方に位置し、下に開いた形状
を有する偏向要素とを含むことを特徴とする。蒸着ステ
ーションは、オーブン内の基板の温度に影響を与えるこ
となしに温度を制御することのできる加熱蒸気供給部を
含んでおり、加熱蒸気供給部は、搬送された基板の上向
きの面に半導体材料の層として蒸着させるため、加熱蒸
気を蒸着ステーションに供給する供給導管手段を有して
いることを特徴とする。加熱蒸気供給部は、加熱蒸気を
供給するためのヒーターと、加熱蒸気を、ヒーターから
供給導管手段を通じて蒸着ステーションへと移送するた
めのキャリヤーガスのソースを含んでいることを特徴と
する。
上方に位置していて下に開いた形状を有する偏向要素を
更に含んでいることを特徴とする。原料物質ホルダー
は、上に開いていて互いに間隔をおいて位置する関係に
あるコンベヤロールと平行に延びる細長いホルダートラ
フと、ホルダートラフの上方に位置し、下に開いた形状
を有する偏向要素とを含むことを特徴とする。蒸着ステ
ーションは、オーブン内の基板の温度に影響を与えるこ
となしに温度を制御することのできる加熱蒸気供給部を
含んでおり、加熱蒸気供給部は、搬送された基板の上向
きの面に半導体材料の層として蒸着させるため、加熱蒸
気を蒸着ステーションに供給する供給導管手段を有して
いることを特徴とする。加熱蒸気供給部は、加熱蒸気を
供給するためのヒーターと、加熱蒸気を、ヒーターから
供給導管手段を通じて蒸着ステーションへと移送するた
めのキャリヤーガスのソースを含んでいることを特徴と
する。
【００１０】加熱蒸気供給部は、加熱蒸気の別個の加熱
蒸気成分を供給するための一対のヒーターを含み、加熱
蒸気供給部は、加熱蒸気を、一対のヒーターから供給導
管手段を通じて蒸着ステーションへと移送するためのキ
ャリヤーガスのソースを更に含んでいることを特徴とす
る。駆動機構は、制御された環境を収容した包囲筐内の
オーブンから外側に突出したコンベヤロールの端部を駆
動する連続駆動ループを含んでいることを特徴とする。
各コンベヤロールの両端部が、オーブンの両側でオーブ
ンから外側に突出し、駆動機構は、制御された環境を収
容した包囲筐内のオーブンの両側でコンベヤロールの端
部をそれぞれ支持し、摩擦駆動する一対の連続駆動ルー
プを含んでいることを特徴とする。半導体材料の層が蒸
着された基板を迅速に冷却し、それにより、基板のガラ
スシートを強化するため、蒸着ステーションの下流に位
置する冷却ステーションを更に含んでいることを特徴と
する。本発明の目的、特徴及び利点は、添付図面に関連
してとらえると、発明を実施するための最良の形態に関
する以下の詳細な説明から容易に明らかとなろう。
蒸気成分を供給するための一対のヒーターを含み、加熱
蒸気供給部は、加熱蒸気を、一対のヒーターから供給導
管手段を通じて蒸着ステーションへと移送するためのキ
ャリヤーガスのソースを更に含んでいることを特徴とす
る。駆動機構は、制御された環境を収容した包囲筐内の
オーブンから外側に突出したコンベヤロールの端部を駆
動する連続駆動ループを含んでいることを特徴とする。
各コンベヤロールの両端部が、オーブンの両側でオーブ
ンから外側に突出し、駆動機構は、制御された環境を収
容した包囲筐内のオーブンの両側でコンベヤロールの端
部をそれぞれ支持し、摩擦駆動する一対の連続駆動ルー
プを含んでいることを特徴とする。半導体材料の層が蒸
着された基板を迅速に冷却し、それにより、基板のガラ
スシートを強化するため、蒸着ステーションの下流に位
置する冷却ステーションを更に含んでいることを特徴と
する。本発明の目的、特徴及び利点は、添付図面に関連
してとらえると、発明を実施するための最良の形態に関
する以下の詳細な説明から容易に明らかとなろう。
【００１１】
【発明を実施するための最良の形態】図１を参照する
と、全体を２０で示すシステムが、図２乃至図５に示す
ような光起電デバイス２２を製造するよう構成されてい
る。この装置によって製造される種類の光起電デバイス
２２又は太陽電池は、ガラスシート２６（図４）を含む
シート基板２４を含み、本明細書で以下により充分に説
明するように、反対に向いた面２８及び３０を有してい
る。低コストの電力を生じさせるため、基板２４は、約
1000平方センチより大きな広い面積のものであり、具体
的に図示した実施態様は、約２フィート x４フィートに
なるように、60cm x 120cmの大きさを有している。半導
体材料３２（図４）を基板２４の一方の面２８に蒸着さ
せ終わり、本明細書で以下により充分に説明する他の加
工も終了した後、できあがった光起電デバイス２２は、
基板の対向する側面３６の間を横方向に延びているよう
に示されていて本明細書でやはり以下により充分に説明
するように互いに直列に連結された電池３４を有してい
る。更に、電池３４は、基板の対向する端４０の間を長
手方向に延びることもでき、それでもやはり、効率的に
機能できることが認識さるべきである。基板の対向する
端４０にある電気端子３８が、光起電フィールドの一部
として基板の電気接続をもたらしている。図５により具
体的に示すように、三つの光起電デバイス２２が、太陽
４６から光を受け、それにより電気エネルギーを生じさ
せるよう、適当なフレーム４２によって逆向きに支持さ
れ、地上支持体４４によって適当な角度に配置される。
と、全体を２０で示すシステムが、図２乃至図５に示す
ような光起電デバイス２２を製造するよう構成されてい
る。この装置によって製造される種類の光起電デバイス
２２又は太陽電池は、ガラスシート２６（図４）を含む
シート基板２４を含み、本明細書で以下により充分に説
明するように、反対に向いた面２８及び３０を有してい
る。低コストの電力を生じさせるため、基板２４は、約
1000平方センチより大きな広い面積のものであり、具体
的に図示した実施態様は、約２フィート x４フィートに
なるように、60cm x 120cmの大きさを有している。半導
体材料３２（図４）を基板２４の一方の面２８に蒸着さ
せ終わり、本明細書で以下により充分に説明する他の加
工も終了した後、できあがった光起電デバイス２２は、
基板の対向する側面３６の間を横方向に延びているよう
に示されていて本明細書でやはり以下により充分に説明
するように互いに直列に連結された電池３４を有してい
る。更に、電池３４は、基板の対向する端４０の間を長
手方向に延びることもでき、それでもやはり、効率的に
機能できることが認識さるべきである。基板の対向する
端４０にある電気端子３８が、光起電フィールドの一部
として基板の電気接続をもたらしている。図５により具
体的に示すように、三つの光起電デバイス２２が、太陽
４６から光を受け、それにより電気エネルギーを生じさ
せるよう、適当なフレーム４２によって逆向きに支持さ
れ、地上支持体４４によって適当な角度に配置される。
【００１２】図１に示すシステム２０の加工処理は、建
築の目的で用いる際の光学的特質を向上させるため、大
気圧化学蒸着によって0.04μの厚さに付着させた酸化錫
の膜４８を有する5mm(3/16インチ）の厚さのガラスシー
ト２６を有する図４に示すようなシート基板２４を用い
て開始される。バリヤーを提供するため、二酸化珪素膜
５０が、大気圧化学蒸着により酸化錫膜を覆って0.02μ
の厚さに付される。0.３μの厚さの弗素添加された他の
酸化錫膜が、二酸化珪素膜５０を覆って付され、弗素添
加で反射能が向上した建築用途の反射膜として機能す
る。この第二の酸化錫膜５０は、本明細書で以下に更に
充分に説明するように、光起電デバイス２２のための電
極として機能する。ガラスシート２６に蒸着させた膜４
８、５０及び５２を備えた斯かる基板２４は、市販され
ており、図１に示すシステム２０によって光起電デバイ
ス２２を製造することのできる出発製品である。
築の目的で用いる際の光学的特質を向上させるため、大
気圧化学蒸着によって0.04μの厚さに付着させた酸化錫
の膜４８を有する5mm(3/16インチ）の厚さのガラスシー
ト２６を有する図４に示すようなシート基板２４を用い
て開始される。バリヤーを提供するため、二酸化珪素膜
５０が、大気圧化学蒸着により酸化錫膜を覆って0.02μ
の厚さに付される。0.３μの厚さの弗素添加された他の
酸化錫膜が、二酸化珪素膜５０を覆って付され、弗素添
加で反射能が向上した建築用途の反射膜として機能す
る。この第二の酸化錫膜５０は、本明細書で以下に更に
充分に説明するように、光起電デバイス２２のための電
極として機能する。ガラスシート２６に蒸着させた膜４
８、５０及び５２を備えた斯かる基板２４は、市販され
ており、図１に示すシステム２０によって光起電デバイ
ス２２を製造することのできる出発製品である。
【００１３】図１を参照すると、システム２０は、加工
処理のためにシート基板を負荷する負荷ステーション５
４を含んでいる。負荷の後、基板は、任意の種類の市販
のガラス洗浄及び乾燥ステーション５６に移送される。
コーナーコンベヤ５８が、基板を、洗浄及び乾燥ステー
ション５６からレーザースクライビングステーション６
０に移送し、レーザースクライビングステーションは、
スクライブライン６２（図４）の位置で酸化錫膜５２を
切断して電池３４を互いに隔絶させる。スクライブした
基板は、次いで、半導体の蒸着に先立って洗浄及び乾燥
を行なうため、他の洗浄及び乾燥ステーション６４に移
送される。続いて、洗浄及び乾燥した基板は、初期レー
ザースクライビングが電池を隔絶したことを確認するた
め、試験／排除ステーション６６に移送される。
処理のためにシート基板を負荷する負荷ステーション５
４を含んでいる。負荷の後、基板は、任意の種類の市販
のガラス洗浄及び乾燥ステーション５６に移送される。
コーナーコンベヤ５８が、基板を、洗浄及び乾燥ステー
ション５６からレーザースクライビングステーション６
０に移送し、レーザースクライビングステーションは、
スクライブライン６２（図４）の位置で酸化錫膜５２を
切断して電池３４を互いに隔絶させる。スクライブした
基板は、次いで、半導体の蒸着に先立って洗浄及び乾燥
を行なうため、他の洗浄及び乾燥ステーション６４に移
送される。続いて、洗浄及び乾燥した基板は、初期レー
ザースクライビングが電池を隔絶したことを確認するた
め、試験／排除ステーション６６に移送される。
【００１４】図１を続けて参照すると、システム２０
は、半導体の蒸着に備えて基板を約550 〜640 ℃の範囲
の温度に加熱するための適当なヒーター６８を含んでい
る。しかる後、基板は、本発明に従って構成され、半導
体材料の層を蒸着するための三つの蒸着ステーション７
４、７６及び７８を有するものとして開示されている蒸
着ゾーン７２を含む装置７０に移送される。より具体的
には、第一の蒸着ステーション７４は、0.05μの厚さで
N型半導体として作用する硫化カドミウム層８０（図
４）を蒸着する。図１に示す蒸着ステーション７６は、
1.６μの厚さでＩ型半導体として作用するテルル化カド
ミウム層８２を蒸着する。しかる後、蒸着ステーション
７８は、0.１μの厚さでＰ型半導体として作用するテル
ル化亜鉛である他の半導体層８４（図４）を蒸着する。
半導体層８０及び８２は、N-I 型の一方の接合部を提供
する界面８１を有しており、半導体層８２及び８４は、
I-P 型のもう一方の接合部を提供する界面８３を有して
いる。これらの界面８１及び８３は、通常、一原子の尺
度で急激に変化するものではなく、移行領域において多
数の原子層にわたっている。
は、半導体の蒸着に備えて基板を約550 〜640 ℃の範囲
の温度に加熱するための適当なヒーター６８を含んでい
る。しかる後、基板は、本発明に従って構成され、半導
体材料の層を蒸着するための三つの蒸着ステーション７
４、７６及び７８を有するものとして開示されている蒸
着ゾーン７２を含む装置７０に移送される。より具体的
には、第一の蒸着ステーション７４は、0.05μの厚さで
N型半導体として作用する硫化カドミウム層８０（図
４）を蒸着する。図１に示す蒸着ステーション７６は、
1.６μの厚さでＩ型半導体として作用するテルル化カド
ミウム層８２を蒸着する。しかる後、蒸着ステーション
７８は、0.１μの厚さでＰ型半導体として作用するテル
ル化亜鉛である他の半導体層８４（図４）を蒸着する。
半導体層８０及び８２は、N-I 型の一方の接合部を提供
する界面８１を有しており、半導体層８２及び８４は、
I-P 型のもう一方の接合部を提供する界面８３を有して
いる。これらの界面８１及び８３は、通常、一原子の尺
度で急激に変化するものではなく、移行領域において多
数の原子層にわたっている。
【００１５】本発明の装置７０は、更に冷却ステーショ
ン８６を含むものとして図１に示されており、冷却ステ
ーションは、本明細書で以下により充分に説明するよう
に、ガラスシートを強化するため、半導体材料が蒸着さ
れたガラスシート基板の速やかな冷却をもたらすもので
ある。図１に示すコーナーコンベヤ８８が、冷却ステー
ション８６から基板を受け、ピンホール補修ステーショ
ン９０に移送する前に基板の追加の冷却を行なうことも
できる。ピンホール補修ステーション９０の適当なスキ
ャナーが、基板に背面照明ゾーンを通過させ、次いで、
適当な粘稠不導性材料で空隙を充填するコンピュータ制
御のマルチヘッド送出システムに情報を伝送することに
より、基板を走査して蒸着させた半導体層のピンホール
を検知する。斯かる補修の後、基板は、第二のレーザー
スクライビングステーション９２に移送され、このレー
ザースクライビングステーションは、半導体層８０、８
２及び８４を通じて、基板の対向する側面の間で、電極
として作用する酸化錫層５２のスクライブ６２から離れ
た位置にスクライブ９４（図４）を切る。ステーション
９２における半導体のスクライビングの後、基板は、コ
ーナーコンベヤ９６によって受け取られ、このコーナー
コンベヤは、スクライビングによって離脱した半導体材
料を除去するための適当な送風機及び真空装置を含んで
いる。
ン８６を含むものとして図１に示されており、冷却ステ
ーションは、本明細書で以下により充分に説明するよう
に、ガラスシートを強化するため、半導体材料が蒸着さ
れたガラスシート基板の速やかな冷却をもたらすもので
ある。図１に示すコーナーコンベヤ８８が、冷却ステー
ション８６から基板を受け、ピンホール補修ステーショ
ン９０に移送する前に基板の追加の冷却を行なうことも
できる。ピンホール補修ステーション９０の適当なスキ
ャナーが、基板に背面照明ゾーンを通過させ、次いで、
適当な粘稠不導性材料で空隙を充填するコンピュータ制
御のマルチヘッド送出システムに情報を伝送することに
より、基板を走査して蒸着させた半導体層のピンホール
を検知する。斯かる補修の後、基板は、第二のレーザー
スクライビングステーション９２に移送され、このレー
ザースクライビングステーションは、半導体層８０、８
２及び８４を通じて、基板の対向する側面の間で、電極
として作用する酸化錫層５２のスクライブ６２から離れ
た位置にスクライブ９４（図４）を切る。ステーション
９２における半導体のスクライビングの後、基板は、コ
ーナーコンベヤ９６によって受け取られ、このコーナー
コンベヤは、スクライビングによって離脱した半導体材
料を除去するための適当な送風機及び真空装置を含んで
いる。
【００１６】スパッタステーション９８が、図１に示す
コーナーコンベヤ９６から基板を受け、半導体層全体並
びにスクライブライン９４の側面及び底面に、ニッケル
層１００（図４）を蒸着する。このニッケルスパッタ
は、直流磁電管スパッタによって行なうのが好ましく、
次の蒸着物のための安定した接触面を提供するのに、ほ
んの約100 Åの厚さを要するだけである。しかる後、基
板は、スパッタステーション１０２に移送され、このス
パッタステーション１０２は、ニッケル層１００一面に
0.３μの厚さのアルミニウム層１０４を蒸着し、このア
ルミニウム層は、もう一方の電極として作用する酸化錫
膜５２のように、半導体層の反対側で電極として作用す
る。アルミニウム層１０４は、インライン複数カソード
直流磁電管スパッタによって蒸着される。しかる後、基
板は、他のスパッタステーション１０６によって受け取
られ、スパッタステーション１０６は、アルミニウム層
の酸化を防止するため、電極アルミニウム層１０４を覆
って他のニッケル層１０８を付着させる。
コーナーコンベヤ９６から基板を受け、半導体層全体並
びにスクライブライン９４の側面及び底面に、ニッケル
層１００（図４）を蒸着する。このニッケルスパッタ
は、直流磁電管スパッタによって行なうのが好ましく、
次の蒸着物のための安定した接触面を提供するのに、ほ
んの約100 Åの厚さを要するだけである。しかる後、基
板は、スパッタステーション１０２に移送され、このス
パッタステーション１０２は、ニッケル層１００一面に
0.３μの厚さのアルミニウム層１０４を蒸着し、このア
ルミニウム層は、もう一方の電極として作用する酸化錫
膜５２のように、半導体層の反対側で電極として作用す
る。アルミニウム層１０４は、インライン複数カソード
直流磁電管スパッタによって蒸着される。しかる後、基
板は、他のスパッタステーション１０６によって受け取
られ、スパッタステーション１０６は、アルミニウム層
の酸化を防止するため、電極アルミニウム層１０４を覆
って他のニッケル層１０８を付着させる。
【００１７】図１に示す第三のレーザースクライビング
ステーション１１０が、スパッタステーション１０６か
ら基板を受け、次いで、半導体層だけでなく電極アルミ
ニウム層１０４並びに電極アルミニウム層が隣接するニ
ッケル層１００及び１０８を通じてスクライブライン１
１２（図４）を切り、基板の対向する側面の間に電池の
隔絶を完成させる。このスクライビングステーションを
出ると、送風機１１４が、モジュールステーション１１
６に移送する前の基板から離脱した粒子を除去し、モジ
ュールステーションは、得られた光起電デバイスを所定
の照度下で試験し、基準と比較するため電気出力を測定
して製品が満足すべきものであるか否かを決定する。次
いで、満足な基板は、組立ステーション１１８に移送さ
れ、ここで、母線が、各基板の端に超音波溶接され、ワ
イヤリードが、配列になった光起電デバイスを接続する
ため、母線にハンダ付けされる。しかる後、光起電デバ
イス２２は、封入ステーション１２０に移送され、ここ
で、取出ステーション１２４に移送する前に、適当な封
入層１２２（図４）を付して硬化させる。続いて、完成
した光起電デバイス２２は、図５に関連して先に説明し
たように、電力を発生させる光起電配列を構成するた
め、パネルに組み立てる。
ステーション１１０が、スパッタステーション１０６か
ら基板を受け、次いで、半導体層だけでなく電極アルミ
ニウム層１０４並びに電極アルミニウム層が隣接するニ
ッケル層１００及び１０８を通じてスクライブライン１
１２（図４）を切り、基板の対向する側面の間に電池の
隔絶を完成させる。このスクライビングステーションを
出ると、送風機１１４が、モジュールステーション１１
６に移送する前の基板から離脱した粒子を除去し、モジ
ュールステーションは、得られた光起電デバイスを所定
の照度下で試験し、基準と比較するため電気出力を測定
して製品が満足すべきものであるか否かを決定する。次
いで、満足な基板は、組立ステーション１１８に移送さ
れ、ここで、母線が、各基板の端に超音波溶接され、ワ
イヤリードが、配列になった光起電デバイスを接続する
ため、母線にハンダ付けされる。しかる後、光起電デバ
イス２２は、封入ステーション１２０に移送され、ここ
で、取出ステーション１２４に移送する前に、適当な封
入層１２２（図４）を付して硬化させる。続いて、完成
した光起電デバイス２２は、図５に関連して先に説明し
たように、電力を発生させる光起電配列を構成するた
め、パネルに組み立てる。
【００１８】システム２０は、本発明の装置７０を用い
るのであれば、例示のステーション以外のステーション
を用いて構成してもよいことが認識さるべきである。例
えば、電池３４を画成するためのレーザースクライビン
グステーション６０、９２及び１１０ではなく、写真平
版パターン形成を用いて電池を得ることが可能である。
るのであれば、例示のステーション以外のステーション
を用いて構成してもよいことが認識さるべきである。例
えば、電池３４を画成するためのレーザースクライビン
グステーション６０、９２及び１１０ではなく、写真平
版パターン形成を用いて電池を得ることが可能である。
【００１９】図６及び図７を参照すると、本発明に係わ
る光起電デバイスの製造装置７０は、先に説明したヒー
ター６８とコーナーコンベヤ８８との間を延びる包囲筐
１２６を含んでいる。この包囲筐１２６は、図７に最も
良く示すように、底部壁１２８、上部壁１３０、及び側
壁１３２、その他、制御された環境を内包することので
きる包囲された内部を提供するため、壁の間を封止する
底部１３４及び上部シール１３６を含んでいる。包囲筐
１２６の封止状態を維持するため、適当なファスナー又
はクランプを利用することができる。
る光起電デバイスの製造装置７０は、先に説明したヒー
ター６８とコーナーコンベヤ８８との間を延びる包囲筐
１２６を含んでいる。この包囲筐１２６は、図７に最も
良く示すように、底部壁１２８、上部壁１３０、及び側
壁１３２、その他、制御された環境を内包することので
きる包囲された内部を提供するため、壁の間を封止する
底部１３４及び上部シール１３６を含んでいる。包囲筐
１２６の封止状態を維持するため、適当なファスナー又
はクランプを利用することができる。
【００２０】図６に示すように、包囲筐１２６右側上流
端は、入口弁１３８を含んでおり、加熱した基板２４を
ヒーター６８から受容するため、入口弁の作動機構１４
０が、弁要素１４２を移動させて包囲筐を開く。しかる
後、作動機構１４０は、弁要素１４２を閉じて包囲筐を
封止する。本明細書で以下により充分に説明するような
蒸着ゾーン７２の蒸着ステーション７４、７６及び７８
での半導体の蒸着の後、蒸着ゾーン７２の左側下流端の
もう一つの弁１４４が、半導体材料が被覆された基板２
４を冷却ステーション８６へと通過させるため、弁の作
動機構１４６が弁要素１４８を開くよう、稼働する。こ
の移送が行なわれる際、冷却ステーション８６の下流端
の更に別の弁１５０が、その作動機構１５２が弁要素１
５４を包囲筐１２６に関して閉位置に配置させた状態
で、閉じられる。先に説明したような連続加工処理がで
きるよう、基板２４を冷却ステーション８６へと移送し
た後、弁１４４が閉じ、しかる後、冷却された基板２４
を冷却ステーション８６からコンベヤ８８へと移送する
ことができるよう、弁１５０が開く。
端は、入口弁１３８を含んでおり、加熱した基板２４を
ヒーター６８から受容するため、入口弁の作動機構１４
０が、弁要素１４２を移動させて包囲筐を開く。しかる
後、作動機構１４０は、弁要素１４２を閉じて包囲筐を
封止する。本明細書で以下により充分に説明するような
蒸着ゾーン７２の蒸着ステーション７４、７６及び７８
での半導体の蒸着の後、蒸着ゾーン７２の左側下流端の
もう一つの弁１４４が、半導体材料が被覆された基板２
４を冷却ステーション８６へと通過させるため、弁の作
動機構１４６が弁要素１４８を開くよう、稼働する。こ
の移送が行なわれる際、冷却ステーション８６の下流端
の更に別の弁１５０が、その作動機構１５２が弁要素１
５４を包囲筐１２６に関して閉位置に配置させた状態
で、閉じられる。先に説明したような連続加工処理がで
きるよう、基板２４を冷却ステーション８６へと移送し
た後、弁１４４が閉じ、しかる後、冷却された基板２４
を冷却ステーション８６からコンベヤ８８へと移送する
ことができるよう、弁１５０が開く。
【００２１】図６、図７及び図８に最も良く示すよう
に、本装置の蒸着ゾーン７２は、包囲筐１２６内に位置
していて加熱チャンバー１６０を形成するハウジング１
５８を有するオーブン１５６を含んでおり、加熱チャン
バーは、包囲筐１２６内の制御された環境が、加熱チャ
ンバー内にも及ぶように包囲筐１２６の内部と連通して
いる。このオーブンのハウジング１５８は、下部冷却プ
レート１６２及び上部冷却プレート１６４を含んでお
り、下部及び上部冷却プレートは、それぞれ、適当な冷
却剤が流通する冷却剤流路１６６及び１６８を有してい
る。ハウジング１５８は、更に、適当な断熱材からなる
下部断熱体壁１７０及び上部断熱体壁１７２を含むほ
か、やはり適当な断熱材からなる下側部断熱体１７４及
び上側部断熱体壁１７６を含んでいる。これらの断熱体
壁１７０、１７２、１７４及び１７６は、協働して加熱
チャンバー１６０を形成し、この加熱チャンバーにおい
て、本明細書で以下により充分に説明するように、半導
体の蒸着が行なわれる。この半導体の蒸着は、図８に示
すように断熱体１８０によって下部断熱体壁１７０に取
り付けられた電気発熱体１７８と、上部断熱体壁１７２
に埋め込まれた適当な電気抵抗発熱体１８２とによって
もたらされる高温で行なわれる。
に、本装置の蒸着ゾーン７２は、包囲筐１２６内に位置
していて加熱チャンバー１６０を形成するハウジング１
５８を有するオーブン１５６を含んでおり、加熱チャン
バーは、包囲筐１２６内の制御された環境が、加熱チャ
ンバー内にも及ぶように包囲筐１２６の内部と連通して
いる。このオーブンのハウジング１５８は、下部冷却プ
レート１６２及び上部冷却プレート１６４を含んでお
り、下部及び上部冷却プレートは、それぞれ、適当な冷
却剤が流通する冷却剤流路１６６及び１６８を有してい
る。ハウジング１５８は、更に、適当な断熱材からなる
下部断熱体壁１７０及び上部断熱体壁１７２を含むほ
か、やはり適当な断熱材からなる下側部断熱体１７４及
び上側部断熱体壁１７６を含んでいる。これらの断熱体
壁１７０、１７２、１７４及び１７６は、協働して加熱
チャンバー１６０を形成し、この加熱チャンバーにおい
て、本明細書で以下により充分に説明するように、半導
体の蒸着が行なわれる。この半導体の蒸着は、図８に示
すように断熱体１８０によって下部断熱体壁１７０に取
り付けられた電気発熱体１７８と、上部断熱体壁１７２
に埋め込まれた適当な電気抵抗発熱体１８２とによって
もたらされる高温で行なわれる。
【００２２】図６及び図７を組み合せて参照すると、装
置７０は、先に説明したようにガラスシートを含む加熱
された基板２４を支持及び搬送するため、加熱チャンバ
ー１６０内に互いに間隔をおいて配置された水平なロー
ル１８６を有するローラーコンベヤ１８４を更に含んで
いる。各ロール１８６は、図７に最も良く示すように、
オーブンのハウジング１５８を貫通してオーブン１５６
の加熱チャンバー１６０から外側に延びる少なくとも一
つの端部１８８を有しており、その両端部がそうである
のが好ましい。より具体的には、ロールの端部１８８
は、図８に示すように、下側部断熱体壁１７４及び上側
部断熱体壁１７６の係合界面１９４におけるそれらの断
熱体壁の半円形の開口１９０及び１９２によって協働的
にもたらされる孔を通って外側に延びている。ロールの
端部１８８は、ローラーコンベヤ１８４のロール駆動機
構１９６によって駆動される。このロール駆動機構１９
６は、図７に示すように、半導体の蒸着の間に基板２４
を搬送するため、包囲筐１２６の内部でオーブン１５６
の外側に配置され、本明細書で以下により充分に説明す
るように、ロールの端部を回転駆動させる。
置７０は、先に説明したようにガラスシートを含む加熱
された基板２４を支持及び搬送するため、加熱チャンバ
ー１６０内に互いに間隔をおいて配置された水平なロー
ル１８６を有するローラーコンベヤ１８４を更に含んで
いる。各ロール１８６は、図７に最も良く示すように、
オーブンのハウジング１５８を貫通してオーブン１５６
の加熱チャンバー１６０から外側に延びる少なくとも一
つの端部１８８を有しており、その両端部がそうである
のが好ましい。より具体的には、ロールの端部１８８
は、図８に示すように、下側部断熱体壁１７４及び上側
部断熱体壁１７６の係合界面１９４におけるそれらの断
熱体壁の半円形の開口１９０及び１９２によって協働的
にもたらされる孔を通って外側に延びている。ロールの
端部１８８は、ローラーコンベヤ１８４のロール駆動機
構１９６によって駆動される。このロール駆動機構１９
６は、図７に示すように、半導体の蒸着の間に基板２４
を搬送するため、包囲筐１２６の内部でオーブン１５６
の外側に配置され、本明細書で以下により充分に説明す
るように、ロールの端部を回転駆動させる。
【００２３】装置７０の蒸着ゾーン７２は、図６に示
し、先に述べたように、基板２４がローラーコンベヤ１
８４に載って搬送される間に、基板の上を向いた面に半
導体材料の層として蒸着される加熱された蒸気を供給す
るため、オーブン１５６内に少なくとも一つの蒸着ステ
ーション、好ましくは三つの蒸着ステーション７４、７
６及び７８を含んでいる。より具体的には、一つの蒸着
ステーション７４は、硫化カドミウム層８０（図４）と
して蒸着される硫化カドミウムの加熱された蒸気を供給
する一方、図６に示す蒸着ステーション７６は、硫化カ
ドミウムとの界面８１を有するテルル化カドミウム層８
２（図４）として蒸着される加熱された蒸気を供給す
る。更に、図６に示す蒸着ステーション７８は、テルル
化カドミウム層８２との界面８３を有するテルル化亜鉛
等の別の半導体層８４として蒸着される加熱された蒸気
を供給する。
し、先に述べたように、基板２４がローラーコンベヤ１
８４に載って搬送される間に、基板の上を向いた面に半
導体材料の層として蒸着される加熱された蒸気を供給す
るため、オーブン１５６内に少なくとも一つの蒸着ステ
ーション、好ましくは三つの蒸着ステーション７４、７
６及び７８を含んでいる。より具体的には、一つの蒸着
ステーション７４は、硫化カドミウム層８０（図４）と
して蒸着される硫化カドミウムの加熱された蒸気を供給
する一方、図６に示す蒸着ステーション７６は、硫化カ
ドミウムとの界面８１を有するテルル化カドミウム層８
２（図４）として蒸着される加熱された蒸気を供給す
る。更に、図６に示す蒸着ステーション７８は、テルル
化カドミウム層８２との界面８３を有するテルル化亜鉛
等の別の半導体層８４として蒸着される加熱された蒸気
を供給する。
【００２４】図７及び図８を組み合せて参照すると、蒸
着ステーション７４及び７８の例示にもなる一蒸着ステ
ーション７６は、原料物質２００、この例では、本装置
によって蒸着される主要半導体材料であるテルル化カド
ミウムを受容するため、オーブン１５６内のローラーコ
ンベヤ１８４に位置する原料物質ホルダー１９８を含む
ものとして開示されている。この原料物質は、オーブン
チャンバー１６０の加熱状態によって昇華し、ローラー
コンベヤ１８４によって支持された搬送された基板２４
に蒸着される元素の(elemental）カドミウム及びテルル
の蒸気をもたらす。より具体的には、蒸着ステーション
１７６の原料物質ホルダー１９８は、原料物質２００を
受容するため上向きに開いた少なくとも一つのホルダー
トラフ２０２を含んでおり、本明細書で以下により充分
に説明するように、斯かるホルダートラフが複数あるの
が好ましい。蒸着ステーションは、更に、原料物質トラ
フ２０２の上方に位置していて下向きに開いた形状を有
する偏向要素２０４を含んでいる。図示のように、細長
い形状を有し、上向きに開いてコンベヤのロールと平行
に延びる複数のホルダートラフ２０２があり、それらの
両端が、適当な支持体２０６によって、オーブンチャン
バー１６０内で上側部断熱体壁１７６に取り付けられて
いる。同様に、偏向要素２０４も、コンベヤロール１８
６と平行に延びる細長い形状を有し、それらの両端が、
支持体２０６によって、上側部断熱体壁１７６に取り付
けられている。トラフ２０２及び偏向要素２０４は何れ
も、半導体の蒸着の間にオーブンが加熱される高温に耐
えることができるよう、石英でできていることが好まし
い。更に、偏向要素２０２は、蒸着のために加熱された
蒸気を基板２４の方に下方に向けるだけでなく、材料が
上から下方に落下して蒸着されている半導体の質を損う
ことを防止するシールドの提供もする。また、図６に示
すように、一対のバッフル２０７が、蒸着ステーション
７４から蒸着ステーション７６へ基板２４を搬送できる
ようにしているスリットを形成しているが、これらのバ
ッフルは、加熱された蒸気がこれらのステーションの間
を流れるのを制限する。もう一対の同様のバッフル２０
７が、蒸着ステーション７６と７８との間で同様の機能
をもたらす。
着ステーション７４及び７８の例示にもなる一蒸着ステ
ーション７６は、原料物質２００、この例では、本装置
によって蒸着される主要半導体材料であるテルル化カド
ミウムを受容するため、オーブン１５６内のローラーコ
ンベヤ１８４に位置する原料物質ホルダー１９８を含む
ものとして開示されている。この原料物質は、オーブン
チャンバー１６０の加熱状態によって昇華し、ローラー
コンベヤ１８４によって支持された搬送された基板２４
に蒸着される元素の(elemental）カドミウム及びテルル
の蒸気をもたらす。より具体的には、蒸着ステーション
１７６の原料物質ホルダー１９８は、原料物質２００を
受容するため上向きに開いた少なくとも一つのホルダー
トラフ２０２を含んでおり、本明細書で以下により充分
に説明するように、斯かるホルダートラフが複数あるの
が好ましい。蒸着ステーションは、更に、原料物質トラ
フ２０２の上方に位置していて下向きに開いた形状を有
する偏向要素２０４を含んでいる。図示のように、細長
い形状を有し、上向きに開いてコンベヤのロールと平行
に延びる複数のホルダートラフ２０２があり、それらの
両端が、適当な支持体２０６によって、オーブンチャン
バー１６０内で上側部断熱体壁１７６に取り付けられて
いる。同様に、偏向要素２０４も、コンベヤロール１８
６と平行に延びる細長い形状を有し、それらの両端が、
支持体２０６によって、上側部断熱体壁１７６に取り付
けられている。トラフ２０２及び偏向要素２０４は何れ
も、半導体の蒸着の間にオーブンが加熱される高温に耐
えることができるよう、石英でできていることが好まし
い。更に、偏向要素２０２は、蒸着のために加熱された
蒸気を基板２４の方に下方に向けるだけでなく、材料が
上から下方に落下して蒸着されている半導体の質を損う
ことを防止するシールドの提供もする。また、図６に示
すように、一対のバッフル２０７が、蒸着ステーション
７４から蒸着ステーション７６へ基板２４を搬送できる
ようにしているスリットを形成しているが、これらのバ
ッフルは、加熱された蒸気がこれらのステーションの間
を流れるのを制限する。もう一対の同様のバッフル２０
７が、蒸着ステーション７６と７８との間で同様の機能
をもたらす。
【００２５】図９を参照すると、蒸着ステーション７６
ａの他の実施態様が、オーブン１５６内の基板２４の温
度に影響を与えることなしに温度を制御することのでき
る加熱蒸気供給部２０８を含んでいる。加熱蒸気供給部
は、コンベヤ１８４によって搬送された基板２４に蒸着
させるための加熱蒸気を供給する手段を提供する供給導
管２１０を含んでいる。より具体的には、この実施態様
は、ヒーター２１２を含むものとして図示されており、
このヒーターで、原料物質２００、例えばテルル化カド
ミウムを加熱して導管２００を通じてオーブン１５６に
供給するカドミウム及びテルルの加熱された蒸気を提供
する。このヒーター２１２は、オーブン１５６及び包囲
筐１２６双方の外側に位置し、蒸着用の加熱蒸気を供給
するため、導管２１０が包囲筐及びオーブン内に延びて
いるものとして示されている。しかしながら、ヒーター
２１２は、包囲筐１２６内のオーブン１５６の外側に配
置することも、例えば、断熱体及び／又は基板から離れ
た位置を用いることにより、基板２４の温度に影響を与
えることなしにオーブンの加熱チャンバー１６０内に配
置することもできることが認識さるべきである。更に、
窒素等のキャリヤーガスのソース２１４が、制御弁２１
６を通じて供給され、加熱された蒸気をヒーター２１２
からオーブン１５６へと移送するのを助ける。外側に配
置された原料物質ヒーター２１２の他の利点は、蒸着に
必要な原料物質の加熱を行なうのに、オーブン１５６の
温度とは独立に、ヒーターを容易に制御できることであ
る。
ａの他の実施態様が、オーブン１５６内の基板２４の温
度に影響を与えることなしに温度を制御することのでき
る加熱蒸気供給部２０８を含んでいる。加熱蒸気供給部
は、コンベヤ１８４によって搬送された基板２４に蒸着
させるための加熱蒸気を供給する手段を提供する供給導
管２１０を含んでいる。より具体的には、この実施態様
は、ヒーター２１２を含むものとして図示されており、
このヒーターで、原料物質２００、例えばテルル化カド
ミウムを加熱して導管２００を通じてオーブン１５６に
供給するカドミウム及びテルルの加熱された蒸気を提供
する。このヒーター２１２は、オーブン１５６及び包囲
筐１２６双方の外側に位置し、蒸着用の加熱蒸気を供給
するため、導管２１０が包囲筐及びオーブン内に延びて
いるものとして示されている。しかしながら、ヒーター
２１２は、包囲筐１２６内のオーブン１５６の外側に配
置することも、例えば、断熱体及び／又は基板から離れ
た位置を用いることにより、基板２４の温度に影響を与
えることなしにオーブンの加熱チャンバー１６０内に配
置することもできることが認識さるべきである。更に、
窒素等のキャリヤーガスのソース２１４が、制御弁２１
６を通じて供給され、加熱された蒸気をヒーター２１２
からオーブン１５６へと移送するのを助ける。外側に配
置された原料物質ヒーター２１２の他の利点は、蒸着に
必要な原料物質の加熱を行なうのに、オーブン１５６の
温度とは独立に、ヒーターを容易に制御できることであ
る。
【００２６】図１０を参照すると、オーブン１５６内に
ある蒸着ステーション７６ｂの別の実施態様が、やはり
加熱蒸気供給部２０８を含むものとして示されており、
加熱蒸気供給部は、それぞれ元素のカドミウム及びテル
ルを互いに独立に加熱するための一対の原料物質ヒータ
ー２１２’を含んでいる。これらのヒーターは、好まし
くは、ソース２１４から導管枝２１０’及び２１０”と
それぞれ連携する制御弁２１６’及び２１６”を通じて
供給される窒素等のキャリヤーガスを用いることによ
り、加熱された蒸気を導管２１０を通じてオーブン１５
６の内部に供給する。図６に示すように、駆動機構１９
６は、推進リーチ２２０及び回帰リーチ２２２を有する
連続駆動ループ２１８を含んでいる。図７に示す好まし
い構成には、オーブンの対向する側面においてコンベヤ
ロールの端部１８８をそれぞれ支持し、回転駆動する一
対の駆動ループ２１８がある。この駆動ループ２１８
は、駆動チェーンによって具現化することが好ましく、
駆動チェーンは、図６に示すように、その上流端が駆動
スプロケット２２４により受けとめられ、その下流端が
駆動スプロケット２２６によって受けとめられている。
図７に示すような包囲筐側壁１３２に付した上部支持体
２２８が、一対の駆動ループ２１８の推進リーチ２２０
を支持する一方、下部支持体２３０が、駆動ループの回
帰リーチ２２２を摺動可能に支持する。シールを貫通し
て包囲筐１２６内に延びる適当な電動機駆動の駆動シャ
フトが、駆動チェーンを受けとめる駆動スプロケット２
２０を反時計回りの向きに回転駆動させて上部推進リー
チ２２０を右向きに移動させ、それにより、コンベヤロ
ール１８６を反時計回りに摩擦駆動させて基板２４を左
向きに搬送する。図７に示す位置決め要素２３２が、ロ
ールの端部１８８と係合して、コンベヤロール１８６
を、蒸着ゾーン７２及び冷却ステーション８６の双方を
通って装置の長さに沿って位置決めする適当なローラー
を含んでいるのがよい。
ある蒸着ステーション７６ｂの別の実施態様が、やはり
加熱蒸気供給部２０８を含むものとして示されており、
加熱蒸気供給部は、それぞれ元素のカドミウム及びテル
ルを互いに独立に加熱するための一対の原料物質ヒータ
ー２１２’を含んでいる。これらのヒーターは、好まし
くは、ソース２１４から導管枝２１０’及び２１０”と
それぞれ連携する制御弁２１６’及び２１６”を通じて
供給される窒素等のキャリヤーガスを用いることによ
り、加熱された蒸気を導管２１０を通じてオーブン１５
６の内部に供給する。図６に示すように、駆動機構１９
６は、推進リーチ２２０及び回帰リーチ２２２を有する
連続駆動ループ２１８を含んでいる。図７に示す好まし
い構成には、オーブンの対向する側面においてコンベヤ
ロールの端部１８８をそれぞれ支持し、回転駆動する一
対の駆動ループ２１８がある。この駆動ループ２１８
は、駆動チェーンによって具現化することが好ましく、
駆動チェーンは、図６に示すように、その上流端が駆動
スプロケット２２４により受けとめられ、その下流端が
駆動スプロケット２２６によって受けとめられている。
図７に示すような包囲筐側壁１３２に付した上部支持体
２２８が、一対の駆動ループ２１８の推進リーチ２２０
を支持する一方、下部支持体２３０が、駆動ループの回
帰リーチ２２２を摺動可能に支持する。シールを貫通し
て包囲筐１２６内に延びる適当な電動機駆動の駆動シャ
フトが、駆動チェーンを受けとめる駆動スプロケット２
２０を反時計回りの向きに回転駆動させて上部推進リー
チ２２０を右向きに移動させ、それにより、コンベヤロ
ール１８６を反時計回りに摩擦駆動させて基板２４を左
向きに搬送する。図７に示す位置決め要素２３２が、ロ
ールの端部１８８と係合して、コンベヤロール１８６
を、蒸着ゾーン７２及び冷却ステーション８６の双方を
通って装置の長さに沿って位置決めする適当なローラー
を含んでいるのがよい。
【００２７】本発明による包囲筐内の制御された環境と
異なり、周囲雰囲気内にあるガラスシート加熱炉が、米
国特許第3,934,970号、第3,947,242号、及び第3,994,71
1 号に開示されている。これらの炉は、本発明のローラ
ーコンベヤと同様の態様で、ロールが、連続駆動ルー
プ、即ち、チェーンによって摩擦駆動されるローラーコ
ンベヤを有している。図６を参照すると、冷却ステーシ
ョン８６は、下部送風ヘッド２３４及び上部送風ヘッド
２３６を含んでおり、これらの送風ヘッドは、ローラー
コンベヤ１８４の下及び上にそれぞれ位置し、半導体材
料を蒸着した基板２４を速やかに冷却することにより基
板のガラスシートを強化する窒素等の急冷ガスを供給す
るためのノズルを有している。より具体的には、この急
速な冷却は、ガラスシートの反対に向いた面を圧縮状態
に、それらの面の間のガラスシート中央部を引張状態に
する。
異なり、周囲雰囲気内にあるガラスシート加熱炉が、米
国特許第3,934,970号、第3,947,242号、及び第3,994,71
1 号に開示されている。これらの炉は、本発明のローラ
ーコンベヤと同様の態様で、ロールが、連続駆動ルー
プ、即ち、チェーンによって摩擦駆動されるローラーコ
ンベヤを有している。図６を参照すると、冷却ステーシ
ョン８６は、下部送風ヘッド２３４及び上部送風ヘッド
２３６を含んでおり、これらの送風ヘッドは、ローラー
コンベヤ１８４の下及び上にそれぞれ位置し、半導体材
料を蒸着した基板２４を速やかに冷却することにより基
板のガラスシートを強化する窒素等の急冷ガスを供給す
るためのノズルを有している。より具体的には、この急
速な冷却は、ガラスシートの反対に向いた面を圧縮状態
に、それらの面の間のガラスシート中央部を引張状態に
する。
【００２８】上記の装置７０内で光起電デバイスを製造
する方法は、真空に吸引することによりオーブン１５６
内に収容された環境を確立すること、又は包囲筐１２６
内の別の制御された環境を確立することによって始ま
る。この制御された又は収容された環境は、雰囲気中の
可変量水蒸気のような制御された半導体蒸着を混乱させ
る単数又は複数の可変要素がない限り、適当な不活性ガ
スを又は酸素と共に不活性ガスを含んでいるのがよい。
先に述べたように、包囲筐１２６内、したがってオーブ
ン１５６内にも収容された制御された環境を生じさせる
真空装置を有することもできる。最も良い結果を得るた
め、真空の程度を変化させることができる。例えば、先
に説明したように加工処理の間に供給される加熱された
半導体材料の蒸気の平均自由行路が短い点、及び蒸着が
行なわれている基板の意図する側の反対側への蒸気の移
動及び蒸着が少ない点で、５トルの真空のほうが、１ト
ルの真空よりも良いことが分っている。一方、蒸着速度
は、圧力が低い方が速く、加えて、蒸着の均一性は圧力
と温度の両方に依存する。更に、収容された環境は、テ
ルル化カドミウムがオーブンの壁に蒸着しないように約
650℃よりも高い範囲の温度に加熱され、迅速な蒸着に
適した充分に速い速度で原料物質２００であるテルル化
カドミウムを昇華させるよう、材料ホルダー１９８は、
約700 ℃に加熱されるのが最も好ましい。
する方法は、真空に吸引することによりオーブン１５６
内に収容された環境を確立すること、又は包囲筐１２６
内の別の制御された環境を確立することによって始ま
る。この制御された又は収容された環境は、雰囲気中の
可変量水蒸気のような制御された半導体蒸着を混乱させ
る単数又は複数の可変要素がない限り、適当な不活性ガ
スを又は酸素と共に不活性ガスを含んでいるのがよい。
先に述べたように、包囲筐１２６内、したがってオーブ
ン１５６内にも収容された制御された環境を生じさせる
真空装置を有することもできる。最も良い結果を得るた
め、真空の程度を変化させることができる。例えば、先
に説明したように加工処理の間に供給される加熱された
半導体材料の蒸気の平均自由行路が短い点、及び蒸着が
行なわれている基板の意図する側の反対側への蒸気の移
動及び蒸着が少ない点で、５トルの真空のほうが、１ト
ルの真空よりも良いことが分っている。一方、蒸着速度
は、圧力が低い方が速く、加えて、蒸着の均一性は圧力
と温度の両方に依存する。更に、収容された環境は、テ
ルル化カドミウムがオーブンの壁に蒸着しないように約
650℃よりも高い範囲の温度に加熱され、迅速な蒸着に
適した充分に速い速度で原料物質２００であるテルル化
カドミウムを昇華させるよう、材料ホルダー１９８は、
約700 ℃に加熱されるのが最も好ましい。
【００２９】加工処理は、上記の主要半導体材料のため
のカドミウム及びテルルの加熱された蒸気の導入によっ
て進行する。約550 〜640 ℃の範囲の温度に加熱された
ガラスシート２６を含むシート基板２４のこの収容され
た環境内での搬送は、太陽エネルギーを吸収するための
半導体として機能するよう、先に説明したように、基板
の一方の面２８へのテルル化カドミウム層の連続的な高
温蒸着をもたらす。このテルル化カドミウム層８２は、
図４に示すように、硫化カドミウム層８０との界面８１
を有し、テルル化カドミウム層のガラスシート側に隣接
したN-I 接合部を提供している。同様に、テルル化カド
ミウム層８２のテルル化亜鉛層８４又は他のP-型半導体
との界面８３は、できあがった光起電デバイスがN-I-P
型のものであるようにP-I接合部を提供する。
のカドミウム及びテルルの加熱された蒸気の導入によっ
て進行する。約550 〜640 ℃の範囲の温度に加熱された
ガラスシート２６を含むシート基板２４のこの収容され
た環境内での搬送は、太陽エネルギーを吸収するための
半導体として機能するよう、先に説明したように、基板
の一方の面２８へのテルル化カドミウム層の連続的な高
温蒸着をもたらす。このテルル化カドミウム層８２は、
図４に示すように、硫化カドミウム層８０との界面８１
を有し、テルル化カドミウム層のガラスシート側に隣接
したN-I 接合部を提供している。同様に、テルル化カド
ミウム層８２のテルル化亜鉛層８４又は他のP-型半導体
との界面８３は、できあがった光起電デバイスがN-I-P
型のものであるようにP-I接合部を提供する。
【００３０】先に説明したように、加工処理は、基板２
４が収容された環境内で水平に方向付けされ、基板の一
方の面２８がその上にテルル化カドミウムを蒸着するよ
うに上向きになっており、基板のもう一方の面３０が下
向きになっており水平に搬送するようにその外面におい
て支持されている。基板のこの支持は、基板の上向きの
面２８にテルル化カドミウムの層を蒸着させる間、ロー
ラーコンベヤ１８４の水平に延びるロール１８６によっ
て行なうことが好ましく、斯かる支持は、ガラスシート
が柔らかく、加熱された状態ではたるむ傾向があるにも
かかわらず平面状態を保ちながら、比較的大きなガラス
シート基板を半導体蒸着に連続して供することを可能に
する。
４が収容された環境内で水平に方向付けされ、基板の一
方の面２８がその上にテルル化カドミウムを蒸着するよ
うに上向きになっており、基板のもう一方の面３０が下
向きになっており水平に搬送するようにその外面におい
て支持されている。基板のこの支持は、基板の上向きの
面２８にテルル化カドミウムの層を蒸着させる間、ロー
ラーコンベヤ１８４の水平に延びるロール１８６によっ
て行なうことが好ましく、斯かる支持は、ガラスシート
が柔らかく、加熱された状態ではたるむ傾向があるにも
かかわらず平面状態を保ちながら、比較的大きなガラス
シート基板を半導体蒸着に連続して供することを可能に
する。
【００３１】加工処理は、図６に関連して先に説明した
ように、三つの蒸着ステーション７４、７６及び７８を
通して進行し、半導体層８０、８２及び８４各々を、層
８０と層８２とが互いに界面８１を有し、層８２と層８
４とが互いに界面８３を有するように蒸着する。先に述
べたように、テルル化カドミウム層８２の前に硫化カド
ミウム層を基板面２８に蒸着させ、テルル化カドミウム
層の後に他のP-型の半導体層８４を蒸着させた場合に最
良の結果が得られる。上記のように半導体材料を蒸着さ
せた後、加熱された基板は、冷却ステーション８６内で
ガラスシートを強化する圧縮応力をもたらす速度で速や
かに冷却される。より具体的には、この加工処理は、基
板２４が約570 ℃〜600 ℃の範囲の温度に加熱された状
態でテルル化カドミウムを蒸着し、しかる後、基板を約
600 ℃〜640 ℃の範囲の温度に加熱し、この温度から急
冷を行なってガラスシートを強化する圧縮応力をもたら
すことにより行なうことが好ましい。斯かる加工処理
は、ガラスシートを強化する圧縮応力の増強を容易にす
るため冷却に先立って充分に加熱された状態をもたらし
ながらも、ガラスシートがたるみがちになるような高温
に置かれる時間を短縮する。
ように、三つの蒸着ステーション７４、７６及び７８を
通して進行し、半導体層８０、８２及び８４各々を、層
８０と層８２とが互いに界面８１を有し、層８２と層８
４とが互いに界面８３を有するように蒸着する。先に述
べたように、テルル化カドミウム層８２の前に硫化カド
ミウム層を基板面２８に蒸着させ、テルル化カドミウム
層の後に他のP-型の半導体層８４を蒸着させた場合に最
良の結果が得られる。上記のように半導体材料を蒸着さ
せた後、加熱された基板は、冷却ステーション８６内で
ガラスシートを強化する圧縮応力をもたらす速度で速や
かに冷却される。より具体的には、この加工処理は、基
板２４が約570 ℃〜600 ℃の範囲の温度に加熱された状
態でテルル化カドミウムを蒸着し、しかる後、基板を約
600 ℃〜640 ℃の範囲の温度に加熱し、この温度から急
冷を行なってガラスシートを強化する圧縮応力をもたら
すことにより行なうことが好ましい。斯かる加工処理
は、ガラスシートを強化する圧縮応力の増強を容易にす
るため冷却に先立って充分に加熱された状態をもたらし
ながらも、ガラスシートがたるみがちになるような高温
に置かれる時間を短縮する。
【００３２】上記の装置及び加工処理により製造された
できあがりの光起電デバイス２２は、基板２４の一方の
面２８に蒸着されたテルル化カドミウムの薄膜層８２を
有しており、この薄膜層は、約１〜５μの範囲の有効な
厚さを有し、約1/2 〜５μの範囲の大きさの結晶を有し
ている。テルル化カドミウムのこの薄膜層８２は、先に
説明したように約650 ℃より高い温度に加熱されてカド
ミウム及びテルルの蒸気が導入される収容された環境内
で、ガラスシートが約550 〜640 ℃の範囲の温度に加熱
されている間に基板の一方の面に蒸着されるため、基板
の一方の面に対する高められた結合力を有している。こ
の蒸気の導入は、一方の基板面２８へのテルル化カドミ
ウムの層８０としての蒸着をもたらす。更に、光起電デ
バイス２２は、電極及び互いに分離されているが半導体
層にわたって直列に接続された電池を提供するため、そ
の上に蒸着された他の半導体層及び膜に関して図４に関
連して先に説明した構成を有している。焼戻温度から冷
却することによる基板のガラスシート２６の熱強化は、
テルル化カドミウムの基板の一方の面２８への高められ
た付着力をもたらすことが、重視さるべきである。
できあがりの光起電デバイス２２は、基板２４の一方の
面２８に蒸着されたテルル化カドミウムの薄膜層８２を
有しており、この薄膜層は、約１〜５μの範囲の有効な
厚さを有し、約1/2 〜５μの範囲の大きさの結晶を有し
ている。テルル化カドミウムのこの薄膜層８２は、先に
説明したように約650 ℃より高い温度に加熱されてカド
ミウム及びテルルの蒸気が導入される収容された環境内
で、ガラスシートが約550 〜640 ℃の範囲の温度に加熱
されている間に基板の一方の面に蒸着されるため、基板
の一方の面に対する高められた結合力を有している。こ
の蒸気の導入は、一方の基板面２８へのテルル化カドミ
ウムの層８０としての蒸着をもたらす。更に、光起電デ
バイス２２は、電極及び互いに分離されているが半導体
層にわたって直列に接続された電池を提供するため、そ
の上に蒸着された他の半導体層及び膜に関して図４に関
連して先に説明した構成を有している。焼戻温度から冷
却することによる基板のガラスシート２６の熱強化は、
テルル化カドミウムの基板の一方の面２８への高められ
た付着力をもたらすことが、重視さるべきである。
【００３３】上記の記載から明らかなように、説明した
方法及び装置は、低コスト発電をもたらすことのできる
光起電デバイスを製造するものである。本発明を実施す
るための最良の形態を詳細に説明したが、以下の請求項
によって規定されるように、本発明による他の方法、装
置及び光起電デバイスが可能である。
方法及び装置は、低コスト発電をもたらすことのできる
光起電デバイスを製造するものである。本発明を実施す
るための最良の形態を詳細に説明したが、以下の請求項
によって規定されるように、本発明による他の方法、装
置及び光起電デバイスが可能である。
【図１】図１は、本発明による光起電デバイスの製造シ
ステムの模式平面図である。
ステムの模式平面図である。
【図２】図２は、本発明に従って構成された光起電力デ
バイスの平面図である。
バイスの平面図である。
【図３】図３は、光起電デバイスのシート構造を示す図
２の線３−３の方向に沿う光起電デバイスの端面図であ
る。
２の線３−３の方向に沿う光起電デバイスの端面図であ
る。
【図４】図４は、図３と同じ方向に沿う光起電デバイス
の断面図であるが、基板のガラスシートに蒸着した半導
体材料及び他の材料の構成を拡大規模で、部分的に切り
欠いて示す図である。
の断面図であるが、基板のガラスシートに蒸着した半導
体材料及び他の材料の構成を拡大規模で、部分的に切り
欠いて示す図である。
【図５】図５は、光起電デバイスが、光を吸収し、それ
により、電力を供給するのに利用される態様を示す図で
ある。
により、電力を供給するのに利用される態様を示す図で
ある。
【図６】図６は、図１の線６−６に沿う長手方向断面の
立面図であり、複数の蒸着ステーションを有する蒸着ゾ
ーンを含み、更に、蒸着ゾーンの下流に位置する冷却ス
テーションを含む本発明の装置を示す。
立面図であり、複数の蒸着ステーションを有する蒸着ゾ
ーンを含み、更に、蒸着ゾーンの下流に位置する冷却ス
テーションを含む本発明の装置を示す。
【図７】図７は、更に蒸着ステーションの構成を示す図
６の線７−７の方向に沿う断面図である。
６の線７−７の方向に沿う断面図である。
【図８】図８は、更に蒸着ステーションの構成を示す図
７の線８−８の方向に沿う部分切欠立面図である。
７の線８−８の方向に沿う部分切欠立面図である。
【図９】図９は、蒸着ステーションの他の実施態様を示
す概略図である。
す概略図である。
【図１０】図１０は、蒸着ステーションの更に別の実施
態様の概略図である。
態様の概略図である。
２０ システム
２２ 光起電デバイス
２６ ガラスシート
２４ シート基板
３２ 半導体材料
３４ 電池
４６ 太陽
４８ 酸化錫膜
４８、５０、５２ 膜
５４ 負荷ステーション
５６ ガラス洗浄及び乾燥ステーション
６０ レーザースクライビングステーショ
ン ６２ スクライブライン ６４ 洗浄及び乾燥ステーション ６６ 試験及び排除ステーション
ン ６２ スクライブライン ６４ 洗浄及び乾燥ステーション ６６ 試験及び排除ステーション
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 カーク スティーヴン エイ エフ
アメリカ合衆国 オハイオ州 43551 ペ
リーズバーグ レイク ヴィュー ドライ
ヴ ５−26711
(72)発明者 マイアーズ ピーター ヴィー
アメリカ合衆国 オハイオ州 43402 ボ
ウリング グリーン ローズウッド ドラ
イヴ 1545
(72)発明者 ノーラン ジェームズ エフ
アメリカ合衆国 オハイオ州 43560 シ
ルヴェニア ヴィックスバーグ ドライヴ
4608
Claims (13)
- 【請求項１】 制御された環境を収容するための内部を
有する包囲筐と、包囲筐内に位置し、ハウジングを有す
るオーブンであって、ハウジングは、加熱チャンバーを
形成し、加熱チャンバーは、制御された環境が、加熱チ
ャンバー内にも及ぶように包囲筐の内部と連通している
オーブンと、 ガラスシートを含む基板を支持し、搬送するため、オー
ブンの加熱チャンバー内に互いに間隔をおいて配置され
た水平なロールであって、各々が、オーブンのハウジン
グを貫通してオーブンの加熱チャンバーから外側に延び
る少なくとも一つの端部を有するロールを含むローラー
コンベヤであって、更にオーブンのハウジングを貫通し
てオーブンの加熱チャンバーから外側に突出するロール
の端部を回転駆動するため、包囲筐の内部でオーブンの
外側に配置されたロール駆動機構を含むローラーコンベ
ヤと、 基板がローラーコンベヤに載って搬送される間に、基板
の上を向いた面に半導体材料の層として蒸着される加熱
された蒸気を供給するため、オーブン内にある少なくと
も一つの蒸着ステーションとを、備えていることを特徴
とする光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項２】 最初に言及した半導体材料の層との界面
を有する他の半導体材料の追加の層を基板に蒸着させる
ための追加の蒸着ステーションを含んでいることを特徴
とする請求項１記載の光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項３】 二つの追加の蒸着ステーションを含む光
起電デバイスの製造装置であって、 二つの追加の蒸着ステーションの一方が、最初に言及し
た半導体材料の層との界面を有するよう、最初に言及し
た半導体材料の層の前に、他の半導体材料の追加の層を
基板に蒸着させ、 二つの追加の蒸着ステーションのもう一方が、もう一方
の界面と間隔をおいて位置する他の界面を有するよう、
最初に言及した半導体材料の層の後に、更に別の半導体
材料の他の追加の層を基板に蒸着させる、ことを特徴と
する請求項１記載の光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項４】 蒸着ステーションは、昇華して半導体材
料の層として蒸着される加熱された蒸気を供給する原料
物質を受容するため、オーブン内でローラーコンベヤの
上方に位置する原料物質ホルダーを含んでいることを特
徴とする請求項１記載の光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項５】 蒸着ステーションの原料物質ホルダー
は、上に開いたホルダートラフを含んでいることを特徴
とする請求項４記載の光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項６】 蒸着ステーションは、原料物質ホルダー
の上方に位置していて下に開いた形状を有する偏向要素
を更に含んでいることを特徴とする請求項５記載の光起
電デバイスの製造装置。 - 【請求項７】 原料物質ホルダーは、上に開いていて互
いに間隔をおいて位置する関係にあるコンベヤロールと
平行に延びる細長いホルダートラフと、ホルダートラフ
の上方に位置し、下に開いた形状を有する偏向要素とを
含むことを特徴とする請求項４記載の光起電デバイスの
製造装置。 - 【請求項８】 蒸着ステーションは、オーブン内の基板
の温度に影響を与えることなしに温度を制御することの
できる加熱蒸気供給部を含んでおり、加熱蒸気供給部
は、搬送された基板の上向きの面に半導体材料の層とし
て蒸着させるため、加熱蒸気を蒸着ステーションに供給
する供給導管手段を有していることを特徴とする請求項
８記載の光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項９】 加熱蒸気供給部は、加熱蒸気を供給する
ためのヒーターと、加熱蒸気を、ヒーターから供給導管
手段を通じて蒸着ステーションへと移送するためのキャ
リヤーガスのソースを含んでいることを特徴とする請求
項８記載の光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項１０】 加熱蒸気供給部は、加熱蒸気の別個の
加熱蒸気成分を供給するための一対のヒーターを含み、
加熱蒸気供給部は、加熱蒸気を、一対のヒーターから供
給導管手段を通じて蒸着ステーションへと移送するため
のキャリヤーガスのソースを更に含んでいることを特徴
とする請求項９記載の光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項１１】 駆動機構は、制御された環境を収容し
た包囲筐内のオーブンから外側に突出したコンベヤロー
ルの端部を駆動する連続駆動ループを含んでいることを
特徴とする請求項１記載の光起電デバイスの製造装置。 - 【請求項１２】 各コンベヤロールの両端部が、オーブ
ンの両側でオーブンから外側に突出し、駆動機構は、制
御された環境を収容した包囲筐内のオーブンの両側でコ
ンベヤロールの端部をそれぞれ支持し、摩擦駆動する一
対の連続駆動ループを含んでいることを特徴とする請求
項１記載の装置。 - 【請求項１３】 半導体材料の層が蒸着された基板を迅
速に冷却し、それにより、基板のガラスシートを強化す
るため、蒸着ステーションの下流に位置する冷却ステー
ションを更に含んでいることを特徴とする請求項１、
４、８、９、１０、１１又は１２の何れか一つに記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/881,683 US5248349A (en) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | Process for making photovoltaic devices and resultant product |
| US881,683 | 1992-05-12 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6503644A Division JPH07508138A (ja) | 1992-05-12 | 1993-05-06 | 光起電デバイスの製造方法及び装置並びに得られる製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003060215A true JP2003060215A (ja) | 2003-02-28 |
| JP3839750B2 JP3839750B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=25378967
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6503644A Pending JPH07508138A (ja) | 1992-05-12 | 1993-05-06 | 光起電デバイスの製造方法及び装置並びに得られる製品 |
| JP2002163454A Expired - Lifetime JP3839750B2 (ja) | 1992-05-12 | 2002-06-04 | 光起電デバイスの製造装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6503644A Pending JPH07508138A (ja) | 1992-05-12 | 1993-05-06 | 光起電デバイスの製造方法及び装置並びに得られる製品 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US5248349A (ja) |
| EP (2) | EP1903614A3 (ja) |
| JP (2) | JPH07508138A (ja) |
| KR (1) | KR950701455A (ja) |
| AT (1) | ATE380397T1 (ja) |
| AU (1) | AU670090B2 (ja) |
| CA (1) | CA2134241C (ja) |
| DE (1) | DE69334189T2 (ja) |
| ES (1) | ES2297827T3 (ja) |
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| WO (1) | WO1993023881A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5248349A (en) * | 1992-05-12 | 1993-09-28 | Solar Cells, Inc. | Process for making photovoltaic devices and resultant product |
| JPH06163955A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池用基板及び太陽電池 |
| US5393675A (en) * | 1993-05-10 | 1995-02-28 | The University Of Toledo | Process for RF sputtering of cadmium telluride photovoltaic cell |
| EP0734075B1 (en) * | 1994-10-06 | 2009-06-17 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Thin film solar cell |
| US5772431A (en) * | 1995-05-22 | 1998-06-30 | Yazaki Corporation | Thin-film solar cell manufacturing apparatus and manufacturing method |
| US5712187A (en) * | 1995-11-09 | 1998-01-27 | Midwest Research Institute | Variable temperature semiconductor film deposition |
| US5994642A (en) * | 1996-05-28 | 1999-11-30 | Matsushita Battery Industrial Co., Ltd. | Method for preparing CdTe film and solar cell using the same |
| US5772715A (en) * | 1997-01-17 | 1998-06-30 | Solar Cells, Inc. | System and method for processing sheet glass |
| US5747199A (en) * | 1997-01-24 | 1998-05-05 | Eastman Kodak Company | Method of making color filter arrays by transferring two or more colorants simultaneously |
| US5776641A (en) * | 1997-01-24 | 1998-07-07 | Eastman Kodak Company | Method of making color filter arrays by colorant transfer using chemical mechanical polishing |
| US5811156A (en) * | 1997-01-24 | 1998-09-22 | Eastman Kodak Company | Method of making a color filter array by colorant transfer and etch |
| US6268014B1 (en) * | 1997-10-02 | 2001-07-31 | Chris Eberspacher | Method for forming solar cell materials from particulars |
| US5945163A (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-31 | First Solar, Llc | Apparatus and method for depositing a material on a substrate |
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