薄膜太陽電池の製造装置および製造方法
【課題】低コスト且つ高い生産性で、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を用いた大面積の薄膜太陽電池を製造することができる製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】連続的に送られる基板シートＫ、負極シートＮ、絶縁シートＩ、正極シートＰ及び透明シートＴを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置であって、基板シートＫに負極シートＮを積層してなる積層シートにｎ型半導体を生成する半導体成膜装置36と、積層シートに生成されたｎ型半導体の一部に絶縁シートＩを積層する絶縁層積層ロール43と、積層シートに生成されたｎ型半導体及びこの一部に積層された絶縁シートＩにｐ型のＣＮＴ膜を生成するＣＮＴ成膜装置37と、絶縁シートＩに生成されたＣＮＴ膜に正極シートＰを積層する正極層積層ロール46と、ｎ型半導体に生成されたＣＮＴ及び正極シートＰに透明シートＴを積層して薄膜太陽電池を形成する製品形成ロール33とを備える。
【解決手段】連続的に送られる基板シートＫ、負極シートＮ、絶縁シートＩ、正極シートＰ及び透明シートＴを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置であって、基板シートＫに負極シートＮを積層してなる積層シートにｎ型半導体を生成する半導体成膜装置36と、積層シートに生成されたｎ型半導体の一部に絶縁シートＩを積層する絶縁層積層ロール43と、積層シートに生成されたｎ型半導体及びこの一部に積層された絶縁シートＩにｐ型のＣＮＴ膜を生成するＣＮＴ成膜装置37と、絶縁シートＩに生成されたＣＮＴ膜に正極シートＰを積層する正極層積層ロール46と、ｎ型半導体に生成されたＣＮＴ及び正極シートＰに透明シートＴを積層して薄膜太陽電池を形成する製品形成ロール33とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、単結晶、多結晶、アモルファスシリコンからなるシリコン系のものが主流で、住宅用や事業所などに普及しつつあり、将来的には、更なる普及が見込まれている。このため、今後の太陽電池の需要は、大幅に増加することが予測される。
【０００３】
現在主流の太陽電池には、エネルギー変換効率が低いという欠点がある。この欠点を補うため、多結晶シリコン基板上にカーボンナノチューブ構造体を設けることで、良好なエネルギー変換および電子移動の効率を高めた太陽電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５３２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の太陽電池は、性能に優れるものの、大量生産に適しておらず、今後予測される需要の増加に対応することができない。このように、上記特許文献１に記載されたようなカーボンナノチューブ構造体を用いた太陽電池の製造方法では、低コスト且つ高い生産性で、大面積の太陽電池を製造することはできないというのが実状である。
【０００６】
そこで本発明は、上記を鑑みて、低コスト且つ高い生産性で、カーボンナノチューブを用いた大面積の薄膜太陽電池を製造することができる製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る薄膜太陽電池の製造装置は、連続的に送られる基板シート、電極シート、絶縁シート、対極シートおよび透明シートを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置であって、
上記基板シートに電極シートを積層してなる積層シートに半導体膜を生成する半導体成膜装置と、
上記積層シートに生成された半導体膜の一部に絶縁シートを積層する絶縁層積層器と、
上記積層シートに生成された半導体膜およびこの半導体膜の一部に積層された絶縁シートにカーボンナノチューブ膜を生成するカーボンナノチューブ成膜装置と、
上記絶縁シートに生成されたカーボンナノチューブ膜に対極シートを積層する対極層積層器と、
上記半導体膜に生成されたカーボンナノチューブ膜および対極シートに透明シートを積層して薄膜太陽電池を形成する透明層積層器とを備えたものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る薄膜太陽電池の製造装置は、請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造装置において、半導体成膜装置で生成される半導体膜がｎ型半導体であり、カーボンナノチューブ成膜装置で生成されるカーボンナノチューブ膜がｐ型であるものである。
【０００９】
さらに、本発明の請求項３に係る薄膜太陽電池の製造装置は、請求項１または２に記載の薄膜太陽電池の製造装置において、積層シートが、基板シートの一部に電極シートを積層してなるものであり、
上記基板シートが透明であるものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る薄膜太陽電池の製造方法は、連続的に送られる透明基板シート、負極シート、絶縁シート、正極シートおよび透明シートを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造方法であって、
上記透明基板シートの一部に負極シートを積層してなる積層シートにｎ型半導体を生成し、
上記積層シートに生成されたｎ型半導体の一部に絶縁シートを積層し、
上記積層シートに生成されたｎ型半導体およびこのｎ型半導体の一部に積層された絶縁シートにｐ型のカーボンナノチューブ膜を生成し、
上記絶縁シートに生成されたカーボンナノチューブ膜に正極シートを積層し、
上記ｎ型半導体に生成されたカーボンナノチューブ膜および正極シートに透明シートを積層して薄膜太陽電池を形成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記薄膜太陽電池の製造装置および製造方法によると、簡素な装置および方法で薄膜太陽電池を連続的に形成していくので、低コスト且つ高い生産性で、カーボンナノチューブを用いた大面積の薄膜太陽電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る薄膜太陽電池の製造装置の概略構成を示す側面断面図である。
【図２】同製造装置における半導体成膜装置およびＣＮＴ成膜装置の斜視図であり、（ａ）が半導体成膜装置を示す図、（ｂ）がＣＮＴ成膜装置を示す図である。
【図３】同製造装置における積層シートの底面図であり、積層シートに成膜および積層されていく状態を示す図である。
【図４】図３における薄膜太陽電池のＡ−Ａ断面図である。
【図５】同製造装置における巻取りロールを上下反転させた斜視図である。
【図６】所望の長さに切断された薄膜太陽電池の斜視図であり、（ａ）が切断されたままの図、（ｂ）が切断された後に樹脂加工による封止がされた図である。
【図７】所望の長さに切断されたシースルー型の薄膜太陽電池の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
［薄膜太陽電池の製造装置および製造方法］
以下、本発明の実施例に係る薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置について、図面に基づき説明する。
【００１４】
本実施例においては、薄膜太陽電池を構成するシートとして、基板シート、負極シート（電極シートの一例である）、絶縁シート、正極シート（対極シートの一例である）および透明シートを用いるようにしたもので、いずれも所定幅で長いもの、つまり帯状のものが用いられる。これらシートのうち、図３に示すように、絶縁シートＩが最も幅狭であり、次いで正極シートＰが絶縁シートＩよりも幅広で、基板シートＫ、負極シートＮおよび透明シートＴが略同一幅で且つ正極シートＰよりも幅広である。ところで、上記基板シートＫおよび透明シートＴには、それぞれ透明のプラスチックが用いられる。また、上記負極シートＮおよび正極シートＰには、それぞれ銅箔またはアルミ箔が用いられる。さらに、絶縁シートＩには、カプトン（登録商標）テープ、プラスチックテープまたはシリカ膜が用いられる。
【００１５】
これらシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔは、それぞれロールに巻き付けられており、薄膜太陽電池の製造に際しては、これらロールから引き出されて連続的に必要な加工および積層がなされて薄膜太陽電池が形成されるとともに、この薄膜太陽電池は、やはりロールに巻き取るようにされている。すなわち、一方の５つの巻出しロールから上記シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔをそれぞれ引き出し、これら引き出されたシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔから薄膜太陽電池が連続的に形成され、当該薄膜太陽電池を他方の１つの巻取りロールに巻き取るようにされている。したがって、製造される薄膜太陽電池は、上記シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔと同様に帯状である。
【００１６】
以下、上記帯状の薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置について、図１〜図３に基づき説明する。
上記製造装置には、図１に示すように、細長い空間部が設けられて成る装置本体１が具備されており、この装置本体１内は、区画壁９により３つの部屋に区画されている。また、当然ながら、各区画壁９には、基板シートＫを通過させ得る上流側連通口９ａおよび下流側連通口９ｂがそれぞれ形成されている。
【００１７】
すなわち、この装置本体１内には、その一端側に位置して太陽電池を構成するシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔがそれぞれ供給される供給室２と、上記装置本体１１内の他端側に位置して形成された薄膜太陽電池を回収する回収室８と、上記供給室２と回収室８との間に位置して上記シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔから薄膜太陽電池を形成する設備が配置された中間室３とが具備されている。なお、以下では便宜上、供給室２側を上流側、回収室８側を下流側といい、図１での奥側（下流側に向かって左側）を左側、図１での手前側（下流側に向かって右側）を右側という。
【００１８】
上記供給室２の内部には、基板シートＫが巻き付けられた基板用巻出しロール２１と、この基板用巻出しロール２１の上流側に配置されて負極シートＮが巻き付けられた負極用巻出しロール２２と、この負極用巻出しロール２２の上流側に配置されて絶縁シートＩが巻き付けられた絶縁用巻出しロール２３と、この絶縁用巻出しロール２３の下方に配置されて正極シートＰが巻き付けられた絶縁用巻出しロール２４と、この絶縁用巻出しロール２４の下方に配置されて透明シートＴが巻き付けられた透明用巻出しロール２５とが設けられている。また、上から基板シートＫ、負極シートＮ、絶縁シートＩ、正極シートＰおよび透明シートＴをこの順で積層して圧着する圧着ロール２６が、上流側連通口９ａの上流側に配置されている。
【００１９】
上記中間室３内には、この中部および下部に位置して上記シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔが通過する加工室４と、この加工室４の上側に位置して上下流方向に５つの小部屋に区画された空間とがある。これら５つの小部屋のうち、上流側から２〜４番目の小部屋は、それぞれ第１加熱室５１、第２加熱室５２および第３加熱室５３である。これら第１加熱室５１、第２加熱室５２および第３加熱室５３の内部には、それぞれ複数（例えば３つ）の電熱ヒータ５４と、これら電熱ヒータ５４の上方に配置されて当該電熱ヒータ５４の熱を下方に反射するゴールドミラー５５とが設けられている。また、これら第１加熱室５１、第２加熱室５２および第３加熱室５３の下壁部（加工室４の上壁部でもある）には、電熱ヒータ５４の熱を加工室４の内部に伝達させるための石英窓５６がそれぞれ設けられている。すなわち、これら第１加熱室５１、第２加熱室５２および第３加熱室５３は、それぞれ下方を１５０℃程度にまで加熱し得るものである。なお、詳しくは後述するが、加工室４の内部に配置された半導体成膜装置（後述する）３６およびカーボンナノチューブ成膜装置（後述するが以下では略してＣＮＴ成膜装置３７という）のそれぞれ上方に、第１加熱室５１および第２加熱室５２が位置する。
【００２０】
上記加工室４の内部には、上記積層されて圧着されたシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔを、基板シートＫおよび負極シートＮと、絶縁シートＩと、正極シートＰと、透明シートＴとに分離する分離ロール３１が、上流側連通口９ａの下流側に配置されている。なお、以下では、基板シートＫに負極シートＮを積層してなるシートを積層シートＫ，Ｎといい、この積層シートＫ，Ｎは、負極シートＮが基板シートＫよりも左側に突出するように（図３参照）されている。したがって、上記分離ロール３１は、上記供給室２からのシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔを、積層シートＫ，Ｎ、絶縁シートＩ、正極シートＰおよび透明シートＴに分離するものである。
【００２１】
また、上記加工室４の内部には、分離ロール３１の下流側上方に配置されて分離された積層シートＫ，Ｎ（基板シートＫおよび負極シートＮ）を加工室４内の上部に案内する基板負極層案内ロール４０と、この基板負極層案内ロール４０の下流側に配置されて加工室４の上部に案内された積層シートＫ，Ｎに下方側（負極シートＮ側）からｎ型半導体６（半導体膜の一例である）を生成する半導体成膜装置３６とが設けられている。さらに、分離ロール３１の下流側に配置されて分離された絶縁シートＩを積層シートＫ，Ｎの下方に案内する絶縁層案内ロール４１と、この絶縁層案内ロール４１の下流側に配置されて絶縁シートＩを上方に転向する絶縁層転向ロール４２と、この絶縁層転向ロール４２の上方に配置されて上記半導体成膜装置３６で生成されたｎ型半導体６の右側一部に絶縁シートＩを積層する絶縁層積層ロール（絶縁層積層器の一例であり図３参照）４３と、絶縁層積層ロール４３の下流側に配置されて上記ｎ型半導体６および絶縁シートＩにカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）膜７を生成するＣＮＴ成膜装置３７とが設けられている。加えて、分離ロール３１の下流側下方に配置されて分離された正極シートＰを絶縁シートＩの下方に案内する正極層案内ロール４４と、この正極層案内ロール４４の下流側に配置されて正極シートＰを上方に転向する正極層転向ロール４５と、この正極層転向ロール４５の上方に配置されて上記ＣＮＴ成膜装置３７で生成されたカーボンナノチューブ膜７の右側一部において右側から突出するように正極シートＰを積層する正極層積層ロール（対極層積層器の一例であり図３参照）４６とが設けられている。なお、この正極層積層ロール４６で正極シートＰが積層された半製品を、以下では半製品シートという。また、分離ロール３１の下流側最下方に配置されて分離された透明シートＴを正極シートＰの下方に案内する透明層案内ロール４７と、この透明層案内ロール４７の下流側に配置されて透明シートＴを上方に転向する透明層転向ロール４８とが設けられている。さらに、正極層積層ロール４６の下流側で且つ透明層転向ロール４８の上方に配置されて半製品シートを下方に転向する半製品転向ロール４９と、この半製品転向ロール４９と正極層積層ロール４６との間に配置されて半製品シートの張力制御および冷却を行う制御ロール３２とが設けられている。また、半製品シートの下面に透明シートＴを積層して圧着する製品形成ロール（透明層積層器の一例である）３３が、上記半製品転向ロール４９および透明層転向ロール４８と下流側連通口９ｂとの間に配置されている。この製品形成ロール３３で半製品シートの下面に透明シートＴを積層して圧着することにより、薄膜太陽電池が形成される。
【００２２】
さらに、上記加工室４の内部に雰囲気ガス（例えば、Ｏ２とＮ２との混合ガス）を供給するガス供給管３４が、分離ロール３１の下方の下壁部に設けられている。また、加工室４の内部からガスを排出するガス排出管３５が、第３加熱室５３の下流側の上壁部に設けられている。
【００２３】
ところで、上記半導体成膜装置３６およびＣＮＴ成膜装置３７は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、いずれもスプレー塗布装置であり、同一の構成を有する。すなわち、図２（ａ）に示すように、上記半導体成膜装置３６は、ｎ型半導体６を溶媒に溶かしてなる半導体原料を蓄えるタンク６１と、このタンク６１からホースを介して半導体原料を導きポンプ６２で上方に噴射して塗布するスプレーノズル６３と、このスプレーノズル６３を左右方向に移動させ得る駆動装置６４とを有する。また、図２（ｂ）に示すように、上記ＣＮＴ成膜装置３７も、カーボンナノチューブ膜７を溶媒に溶かしてなるＣＮＴ原料を蓄えるタンク７１と、このタンク７１からホースを介してＣＮＴ原料を導きポンプ７２で上方に噴射して塗布するスプレーノズル７３と、このスプレーノズル７３を左右方向に移動させ得る駆動装置７４とを有する。
【００２４】
また、図１に示すように、上記半導体成膜装置３６は、第１加熱室５１の下方に配置されることで、当該第１加熱室５１で加熱してからｎ型半導体６を生成するようにされており、上記ＣＮＴ成膜装置３７も、第２加熱室５２の下方に配置されることで、当該第２加熱室５２で加熱してからカーボンナノチューブ膜７を生成するようにされている。すなわち、加熱された塗布対象に原料を塗布することで、原料の塗りムラを防止できるようにされている。一方、ＣＮＴ成膜装置３７で生成されるカーボンナノチューブ膜７は、加工室４の内部の雰囲気ガスがＯ２を含めばｐ型となり、Ｈ２を含めばｎ型となる。また、正極層積層ロール４６は、第３加熱室５３の下方から下流側に配置されることで、生成したｎ型半導体６およびカーボンナノチューブ膜７に残留する溶媒を確実に蒸発させて除去した後に、半製品シートを形成するようにされている。
【００２５】
上記回収室８の内部には、下流側連通口９ｂの下流側に配置されて加工室４からの帯状の薄膜太陽電池を下流側に案内する製品案内ロール８１と、この製品案内ロール８１の下流側に配置されて薄膜太陽電池を巻き取る巻取りロール８２（製品回収ロールでもある）とが設けられている。
【００２６】
以下、上記製造装置の動作、すなわち薄膜太陽電池の製造方法について、図１〜図４に基づき説明する。
図１に示すように、予め加工室４は、Ｏ２とＮ２との混合ガスが、ガス供給管３４を介して供給されるとともに、ガス排出管３５を介して排出される。すなわち、Ｏ２とＮ２との混合ガスが、加工室４の雰囲気ガスとなる。
【００２７】
一方、供給室２の内部では、シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔが各巻出しロール２１〜２５からそれぞれ引き出され、圧着ロール２６で積層されて圧着されるとともに、加工室４に送られる。
【００２８】
加工室４に送られたシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔは、分離ロール３１により、積層シートＫ，Ｎと、絶縁シートＩと、正極シートＰと、透明シートＴとに分離される。分離ロール３１で分離された積層シートＫ，Ｎは、基板シートＫが上面側で負極シートＮが下面側となるようにして、基板負極層案内ロール４０で加工室４内の上部に案内されて、半導体成膜装置３６でｎ型半導体６が生成される（図３における半導体成膜装置３６を参照）。また、分離ロール３１で分離された絶縁シートＩは、絶縁層案内ロール４１で積層シートＫ，Ｎの下方に案内されるとともに、絶縁層転向ロール４２で上方に転向されて、絶縁層積層ロール４３でｎ型半導体６の右側一部に積層される（図３における絶縁層積層ロール４３を参照）。そして、ＣＮＴ成膜装置３７で、ｎ型半導体６および絶縁シートＩにカーボンナノチューブ膜７が生成されるとともに（図３におけるＣＮＴ成膜装置３７を参照）、第３加熱室５３の下方を通過することで、ｎ型半導体６およびカーボンナノチューブ膜７に残留する溶媒を確実に蒸発させて除去する。また、分離ロール３１で分離された正極シートＰは、正極層案内ロール４４で絶縁シートＩの下方に案内されるとともに、正極層転向ロール４５で上方に転向されて、正極層積層ロール４６でカーボンナノチューブ膜７の右側一部において右側から突出するように積層されて、半製品シートを形成する（図３における正極層積層ロール４６を参照）。そして、半製品シートは、制御ロール３２で張力制御および冷却が行われ、半製品転向ロール４９で下方に転向されるとともに、製品形成ロール３３で下面に透明シートＴが積層されて、薄膜太陽電池を形成する（図３における製品形成ロール３３を参照）。図３の薄膜太陽電池におけるＡ−Ａ断面を、図４に示す。
【００２９】
ここで、ｎ型半導体６およびカーボンナノチューブ膜７のそれぞれの生成について詳細に説明するが、まずはｎ型半導体６の生成から説明する。
半導体成膜装置３６を通過する積層シートＫ，Ｎは、図１の第１加熱室５１で１５０℃を限度として加熱されるとともに、図２の駆動装置６４で左右に移動するスプレーノズル６３で半導体原料が噴射されて、均一に塗布される。同様に、ＣＮＴ成膜装置３７を通過するシート（正確には、積層シートＫ，Ｎにｎ型半導体６が生成されて絶縁シートＩが積層されたもの）は、図１の第２加熱室５２で１５０℃を限度として加熱されるとともに、図２の駆動装置７４で左右に移動するスプレーノズル７３でＣＮＴ原料が噴射されて、均一に塗布される。また、生成されたカーボンナノチューブ膜７は、加工室４の内部の雰囲気ガスがＯ２を含むのでｐ型となる。
【００３０】
図１に示すように、回収室８の内部では、薄膜太陽電池が製品案内ロール８１で案内されて、巻取りロール８２で巻き取られて回収される。
このように、上記薄膜太陽電池の製造装置および製造方法によると、帯状の薄膜太陽電池を連続的に形成していくので、大面積の薄膜太陽電池を高い生産性で製造することができる。
【００３１】
また、上記薄膜太陽電池の製造装置および製造方法は簡素なものであり、製造される太陽電池には、希少金属（レアメタル）であるインジュームや白金などを用いず、流通量が豊富な元素材料であるカーボンナノチューブなどを用いるので、低コストで薄膜太陽電池を製造することができる。
［薄膜太陽電池］
以下、上記製造装置および製造方法により製造される薄膜太陽電池について、図５〜図７に基づき説明する。
【００３２】
図５は、薄膜太陽電池を巻き取っている巻取りロール８２を、上下反転させた斜視図である。この図５に示すように、製造される薄膜太陽電池は帯状であるから、所望の性能または長さだけ切断して用いることができる。以下、切断されたシートをシート部というとすれば、この切断された薄膜太陽電池は、図６（ａ）に示すように、基板シートＫ部と、この基板シートＫ部に積層されるとともに当該基板シートＫ部の左側から突出した負極シートＮ部と、上記基板シートＫ部および負極シートＮ部に生成されたｎ型半導体６と、このｎ型半導体６の右側一部に積層された絶縁シートＩ部と、上記ｎ型半導体６および絶縁シートＩ部に生成されたｐ型のカーボンナノチューブ膜７と、上記絶縁シートＩ部に生成されたカーボンナノチューブ膜７において右側から突出するように積層された正極シートＰ部と、上記ｎ型半導体６に生成されたカーボンナノチューブ膜７および正極シートＰ部に積層された透明シートＴ部とから構成される。
【００３３】
これにより、上記切断された薄膜太陽電池は、透明シートＴ部から入った光がｐ型であるカーボンナノチューブ膜７とｎ型半導体６との接合面に達することで、ｎ型半導体６に発生した電子が負極シートＮ部に補足されるとともに、ｐ型であるカーボンナノチューブ膜７に発生した正孔が正極シートＰ部に補足されて、起電力が発生するものである。また、上記切断された薄膜太陽電池の耐久性を向上させるため、図６（ｂ）に示すように、上流側および下流側の各切断面を、樹脂Ｒ加工（またはラミネート加工）による封止で補強してもよい。
【００３４】
一方、用いられる負極シートＮを正極シートＰと略同一幅まで幅狭にすることで、製造される薄膜太陽電池はシースルー型となり、切断された薄膜太陽電池は、図７に示すような構成となる。すなわち、この場合の薄膜太陽電池は、基板シートＫ部と、この基板シートＫ部の左側一部に積層されるとともに当該基板シートＫ部の左側から突出した負極シートＮ部と、上記基板シートＫ部および負極シートＮ部に生成されたｎ型半導体６と、このｎ型半導体６の右側一部に積層された絶縁シートＩ部と、上記ｎ型半導体６および絶縁シートＩ部に生成されたｐ型のカーボンナノチューブ膜７と、上記絶縁シートＩ部に生成されたカーボンナノチューブ膜７において右側から突出するように積層された正極シートＰ部と、上記ｎ型半導体６に生成されたカーボンナノチューブ膜７および正極シートＰ部に積層された透明シートＴ部とから構成される。
【００３５】
これにより、上記切断された薄膜太陽電池は、透明シートＴ部から入った光により起電力が発生するだけでなく、一方の面から他方の面まで透けて見えるものである。
このように、上記薄膜太陽電池は、帯状をロールさせた状態で得られることから、運送および保管を容易にすることができ、また、所望の長さだけ切断して用いられることから、製品供給の自由度を高めることができる。
【００３６】
さらに、負極シートＮを幅狭にすることで、得られる薄膜太陽電池をシースルー型にすることができる。
ところで、上記実施例では、半導体成膜装置３６およびＣＮＴ成膜装置３７でそれぞれｎ型半導体６およびｐ型のカーボンナノチューブ膜７が生成されるとして説明したが、それぞれｐ型半導体およびｎ型のカーボンナノチューブ膜が生成されるようにしてもよい。この場合、半導体成膜装置３６の半導体原料としてｐ型半導体を溶媒に溶かしてなるものを用い、雰囲気ガスとしてＨ２を含むガスを用いる。
【００３７】
また、上記実施例では、半導体成膜装置３６およびＣＮＴ成膜装置３７は、いずれもスプレー塗布装置であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、静電塗布装置、ロールコータ装置であってもよい。さらに、半導体成膜装置３６については、スパッタ装置でもよい。この場合、スパッタ装置の上方に配置された第１加熱室５１は不要であり、スパッタ装置の内部の真空度を維持するために、スパッタ装置における積層シートの挿通口にシール部（ラビリンスシールなど）を設ける。
【００３８】
さらに、上記実施例では、基板シートＫには透明のプラスチックが用いられるとして説明したが、製造される薄膜太陽電池をシースルー型としないのであれば、ステンレス箔を用いてもよい。
【００３９】
また、上記実施例では、ｎ型またはｐ型のカーボンナノチューブ膜７を生成するために、雰囲気ガスとしてＯ２またはＮ２を含む混合ガスを供給するものとして説明したが、これらのガスに限定されるものではなく、他のガスを含む雰囲気ガスであってもよい。また、雰囲気ガスの代わりに、予めｎ型またはｐ型にされたカーボンナノチューブ膜を生成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
Ｋ 基板シート
Ｎ 負極シート
Ｉ 絶縁シート
Ｐ 正極シート
Ｔ 透明シート
１ 装置本体
４ 加工室
６ ｎ型半導体
７ カーボンナノチューブ膜
８ 回収室
３３ 製品形成ロール
３６ 半導体成膜装置
３７ ＣＮＴ成膜装置
４３ 絶縁層積層ロール
４６ 正極層積層ロール
８２ 巻取りロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池の製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、単結晶、多結晶、アモルファスシリコンからなるシリコン系のものが主流で、住宅用や事業所などに普及しつつあり、将来的には、更なる普及が見込まれている。このため、今後の太陽電池の需要は、大幅に増加することが予測される。
【０００３】
現在主流の太陽電池には、エネルギー変換効率が低いという欠点がある。この欠点を補うため、多結晶シリコン基板上にカーボンナノチューブ構造体を設けることで、良好なエネルギー変換および電子移動の効率を高めた太陽電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５３２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の太陽電池は、性能に優れるものの、大量生産に適しておらず、今後予測される需要の増加に対応することができない。このように、上記特許文献１に記載されたようなカーボンナノチューブ構造体を用いた太陽電池の製造方法では、低コスト且つ高い生産性で、大面積の太陽電池を製造することはできないというのが実状である。
【０００６】
そこで本発明は、上記を鑑みて、低コスト且つ高い生産性で、カーボンナノチューブを用いた大面積の薄膜太陽電池を製造することができる製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る薄膜太陽電池の製造装置は、連続的に送られる基板シート、電極シート、絶縁シート、対極シートおよび透明シートを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置であって、
上記基板シートに電極シートを積層してなる積層シートに半導体膜を生成する半導体成膜装置と、
上記積層シートに生成された半導体膜の一部に絶縁シートを積層する絶縁層積層器と、
上記積層シートに生成された半導体膜およびこの半導体膜の一部に積層された絶縁シートにカーボンナノチューブ膜を生成するカーボンナノチューブ成膜装置と、
上記絶縁シートに生成されたカーボンナノチューブ膜に対極シートを積層する対極層積層器と、
上記半導体膜に生成されたカーボンナノチューブ膜および対極シートに透明シートを積層して薄膜太陽電池を形成する透明層積層器とを備えたものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る薄膜太陽電池の製造装置は、請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造装置において、半導体成膜装置で生成される半導体膜がｎ型半導体であり、カーボンナノチューブ成膜装置で生成されるカーボンナノチューブ膜がｐ型であるものである。
【０００９】
さらに、本発明の請求項３に係る薄膜太陽電池の製造装置は、請求項１または２に記載の薄膜太陽電池の製造装置において、積層シートが、基板シートの一部に電極シートを積層してなるものであり、
上記基板シートが透明であるものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る薄膜太陽電池の製造方法は、連続的に送られる透明基板シート、負極シート、絶縁シート、正極シートおよび透明シートを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造方法であって、
上記透明基板シートの一部に負極シートを積層してなる積層シートにｎ型半導体を生成し、
上記積層シートに生成されたｎ型半導体の一部に絶縁シートを積層し、
上記積層シートに生成されたｎ型半導体およびこのｎ型半導体の一部に積層された絶縁シートにｐ型のカーボンナノチューブ膜を生成し、
上記絶縁シートに生成されたカーボンナノチューブ膜に正極シートを積層し、
上記ｎ型半導体に生成されたカーボンナノチューブ膜および正極シートに透明シートを積層して薄膜太陽電池を形成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記薄膜太陽電池の製造装置および製造方法によると、簡素な装置および方法で薄膜太陽電池を連続的に形成していくので、低コスト且つ高い生産性で、カーボンナノチューブを用いた大面積の薄膜太陽電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る薄膜太陽電池の製造装置の概略構成を示す側面断面図である。
【図２】同製造装置における半導体成膜装置およびＣＮＴ成膜装置の斜視図であり、（ａ）が半導体成膜装置を示す図、（ｂ）がＣＮＴ成膜装置を示す図である。
【図３】同製造装置における積層シートの底面図であり、積層シートに成膜および積層されていく状態を示す図である。
【図４】図３における薄膜太陽電池のＡ−Ａ断面図である。
【図５】同製造装置における巻取りロールを上下反転させた斜視図である。
【図６】所望の長さに切断された薄膜太陽電池の斜視図であり、（ａ）が切断されたままの図、（ｂ）が切断された後に樹脂加工による封止がされた図である。
【図７】所望の長さに切断されたシースルー型の薄膜太陽電池の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
［薄膜太陽電池の製造装置および製造方法］
以下、本発明の実施例に係る薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置について、図面に基づき説明する。
【００１４】
本実施例においては、薄膜太陽電池を構成するシートとして、基板シート、負極シート（電極シートの一例である）、絶縁シート、正極シート（対極シートの一例である）および透明シートを用いるようにしたもので、いずれも所定幅で長いもの、つまり帯状のものが用いられる。これらシートのうち、図３に示すように、絶縁シートＩが最も幅狭であり、次いで正極シートＰが絶縁シートＩよりも幅広で、基板シートＫ、負極シートＮおよび透明シートＴが略同一幅で且つ正極シートＰよりも幅広である。ところで、上記基板シートＫおよび透明シートＴには、それぞれ透明のプラスチックが用いられる。また、上記負極シートＮおよび正極シートＰには、それぞれ銅箔またはアルミ箔が用いられる。さらに、絶縁シートＩには、カプトン（登録商標）テープ、プラスチックテープまたはシリカ膜が用いられる。
【００１５】
これらシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔは、それぞれロールに巻き付けられており、薄膜太陽電池の製造に際しては、これらロールから引き出されて連続的に必要な加工および積層がなされて薄膜太陽電池が形成されるとともに、この薄膜太陽電池は、やはりロールに巻き取るようにされている。すなわち、一方の５つの巻出しロールから上記シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔをそれぞれ引き出し、これら引き出されたシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔから薄膜太陽電池が連続的に形成され、当該薄膜太陽電池を他方の１つの巻取りロールに巻き取るようにされている。したがって、製造される薄膜太陽電池は、上記シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔと同様に帯状である。
【００１６】
以下、上記帯状の薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置について、図１〜図３に基づき説明する。
上記製造装置には、図１に示すように、細長い空間部が設けられて成る装置本体１が具備されており、この装置本体１内は、区画壁９により３つの部屋に区画されている。また、当然ながら、各区画壁９には、基板シートＫを通過させ得る上流側連通口９ａおよび下流側連通口９ｂがそれぞれ形成されている。
【００１７】
すなわち、この装置本体１内には、その一端側に位置して太陽電池を構成するシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔがそれぞれ供給される供給室２と、上記装置本体１１内の他端側に位置して形成された薄膜太陽電池を回収する回収室８と、上記供給室２と回収室８との間に位置して上記シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔから薄膜太陽電池を形成する設備が配置された中間室３とが具備されている。なお、以下では便宜上、供給室２側を上流側、回収室８側を下流側といい、図１での奥側（下流側に向かって左側）を左側、図１での手前側（下流側に向かって右側）を右側という。
【００１８】
上記供給室２の内部には、基板シートＫが巻き付けられた基板用巻出しロール２１と、この基板用巻出しロール２１の上流側に配置されて負極シートＮが巻き付けられた負極用巻出しロール２２と、この負極用巻出しロール２２の上流側に配置されて絶縁シートＩが巻き付けられた絶縁用巻出しロール２３と、この絶縁用巻出しロール２３の下方に配置されて正極シートＰが巻き付けられた絶縁用巻出しロール２４と、この絶縁用巻出しロール２４の下方に配置されて透明シートＴが巻き付けられた透明用巻出しロール２５とが設けられている。また、上から基板シートＫ、負極シートＮ、絶縁シートＩ、正極シートＰおよび透明シートＴをこの順で積層して圧着する圧着ロール２６が、上流側連通口９ａの上流側に配置されている。
【００１９】
上記中間室３内には、この中部および下部に位置して上記シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔが通過する加工室４と、この加工室４の上側に位置して上下流方向に５つの小部屋に区画された空間とがある。これら５つの小部屋のうち、上流側から２〜４番目の小部屋は、それぞれ第１加熱室５１、第２加熱室５２および第３加熱室５３である。これら第１加熱室５１、第２加熱室５２および第３加熱室５３の内部には、それぞれ複数（例えば３つ）の電熱ヒータ５４と、これら電熱ヒータ５４の上方に配置されて当該電熱ヒータ５４の熱を下方に反射するゴールドミラー５５とが設けられている。また、これら第１加熱室５１、第２加熱室５２および第３加熱室５３の下壁部（加工室４の上壁部でもある）には、電熱ヒータ５４の熱を加工室４の内部に伝達させるための石英窓５６がそれぞれ設けられている。すなわち、これら第１加熱室５１、第２加熱室５２および第３加熱室５３は、それぞれ下方を１５０℃程度にまで加熱し得るものである。なお、詳しくは後述するが、加工室４の内部に配置された半導体成膜装置（後述する）３６およびカーボンナノチューブ成膜装置（後述するが以下では略してＣＮＴ成膜装置３７という）のそれぞれ上方に、第１加熱室５１および第２加熱室５２が位置する。
【００２０】
上記加工室４の内部には、上記積層されて圧着されたシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔを、基板シートＫおよび負極シートＮと、絶縁シートＩと、正極シートＰと、透明シートＴとに分離する分離ロール３１が、上流側連通口９ａの下流側に配置されている。なお、以下では、基板シートＫに負極シートＮを積層してなるシートを積層シートＫ，Ｎといい、この積層シートＫ，Ｎは、負極シートＮが基板シートＫよりも左側に突出するように（図３参照）されている。したがって、上記分離ロール３１は、上記供給室２からのシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔを、積層シートＫ，Ｎ、絶縁シートＩ、正極シートＰおよび透明シートＴに分離するものである。
【００２１】
また、上記加工室４の内部には、分離ロール３１の下流側上方に配置されて分離された積層シートＫ，Ｎ（基板シートＫおよび負極シートＮ）を加工室４内の上部に案内する基板負極層案内ロール４０と、この基板負極層案内ロール４０の下流側に配置されて加工室４の上部に案内された積層シートＫ，Ｎに下方側（負極シートＮ側）からｎ型半導体６（半導体膜の一例である）を生成する半導体成膜装置３６とが設けられている。さらに、分離ロール３１の下流側に配置されて分離された絶縁シートＩを積層シートＫ，Ｎの下方に案内する絶縁層案内ロール４１と、この絶縁層案内ロール４１の下流側に配置されて絶縁シートＩを上方に転向する絶縁層転向ロール４２と、この絶縁層転向ロール４２の上方に配置されて上記半導体成膜装置３６で生成されたｎ型半導体６の右側一部に絶縁シートＩを積層する絶縁層積層ロール（絶縁層積層器の一例であり図３参照）４３と、絶縁層積層ロール４３の下流側に配置されて上記ｎ型半導体６および絶縁シートＩにカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）膜７を生成するＣＮＴ成膜装置３７とが設けられている。加えて、分離ロール３１の下流側下方に配置されて分離された正極シートＰを絶縁シートＩの下方に案内する正極層案内ロール４４と、この正極層案内ロール４４の下流側に配置されて正極シートＰを上方に転向する正極層転向ロール４５と、この正極層転向ロール４５の上方に配置されて上記ＣＮＴ成膜装置３７で生成されたカーボンナノチューブ膜７の右側一部において右側から突出するように正極シートＰを積層する正極層積層ロール（対極層積層器の一例であり図３参照）４６とが設けられている。なお、この正極層積層ロール４６で正極シートＰが積層された半製品を、以下では半製品シートという。また、分離ロール３１の下流側最下方に配置されて分離された透明シートＴを正極シートＰの下方に案内する透明層案内ロール４７と、この透明層案内ロール４７の下流側に配置されて透明シートＴを上方に転向する透明層転向ロール４８とが設けられている。さらに、正極層積層ロール４６の下流側で且つ透明層転向ロール４８の上方に配置されて半製品シートを下方に転向する半製品転向ロール４９と、この半製品転向ロール４９と正極層積層ロール４６との間に配置されて半製品シートの張力制御および冷却を行う制御ロール３２とが設けられている。また、半製品シートの下面に透明シートＴを積層して圧着する製品形成ロール（透明層積層器の一例である）３３が、上記半製品転向ロール４９および透明層転向ロール４８と下流側連通口９ｂとの間に配置されている。この製品形成ロール３３で半製品シートの下面に透明シートＴを積層して圧着することにより、薄膜太陽電池が形成される。
【００２２】
さらに、上記加工室４の内部に雰囲気ガス（例えば、Ｏ２とＮ２との混合ガス）を供給するガス供給管３４が、分離ロール３１の下方の下壁部に設けられている。また、加工室４の内部からガスを排出するガス排出管３５が、第３加熱室５３の下流側の上壁部に設けられている。
【００２３】
ところで、上記半導体成膜装置３６およびＣＮＴ成膜装置３７は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、いずれもスプレー塗布装置であり、同一の構成を有する。すなわち、図２（ａ）に示すように、上記半導体成膜装置３６は、ｎ型半導体６を溶媒に溶かしてなる半導体原料を蓄えるタンク６１と、このタンク６１からホースを介して半導体原料を導きポンプ６２で上方に噴射して塗布するスプレーノズル６３と、このスプレーノズル６３を左右方向に移動させ得る駆動装置６４とを有する。また、図２（ｂ）に示すように、上記ＣＮＴ成膜装置３７も、カーボンナノチューブ膜７を溶媒に溶かしてなるＣＮＴ原料を蓄えるタンク７１と、このタンク７１からホースを介してＣＮＴ原料を導きポンプ７２で上方に噴射して塗布するスプレーノズル７３と、このスプレーノズル７３を左右方向に移動させ得る駆動装置７４とを有する。
【００２４】
また、図１に示すように、上記半導体成膜装置３６は、第１加熱室５１の下方に配置されることで、当該第１加熱室５１で加熱してからｎ型半導体６を生成するようにされており、上記ＣＮＴ成膜装置３７も、第２加熱室５２の下方に配置されることで、当該第２加熱室５２で加熱してからカーボンナノチューブ膜７を生成するようにされている。すなわち、加熱された塗布対象に原料を塗布することで、原料の塗りムラを防止できるようにされている。一方、ＣＮＴ成膜装置３７で生成されるカーボンナノチューブ膜７は、加工室４の内部の雰囲気ガスがＯ２を含めばｐ型となり、Ｈ２を含めばｎ型となる。また、正極層積層ロール４６は、第３加熱室５３の下方から下流側に配置されることで、生成したｎ型半導体６およびカーボンナノチューブ膜７に残留する溶媒を確実に蒸発させて除去した後に、半製品シートを形成するようにされている。
【００２５】
上記回収室８の内部には、下流側連通口９ｂの下流側に配置されて加工室４からの帯状の薄膜太陽電池を下流側に案内する製品案内ロール８１と、この製品案内ロール８１の下流側に配置されて薄膜太陽電池を巻き取る巻取りロール８２（製品回収ロールでもある）とが設けられている。
【００２６】
以下、上記製造装置の動作、すなわち薄膜太陽電池の製造方法について、図１〜図４に基づき説明する。
図１に示すように、予め加工室４は、Ｏ２とＮ２との混合ガスが、ガス供給管３４を介して供給されるとともに、ガス排出管３５を介して排出される。すなわち、Ｏ２とＮ２との混合ガスが、加工室４の雰囲気ガスとなる。
【００２７】
一方、供給室２の内部では、シートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔが各巻出しロール２１〜２５からそれぞれ引き出され、圧着ロール２６で積層されて圧着されるとともに、加工室４に送られる。
【００２８】
加工室４に送られたシートＫ，Ｎ，Ｉ，Ｐ，Ｔは、分離ロール３１により、積層シートＫ，Ｎと、絶縁シートＩと、正極シートＰと、透明シートＴとに分離される。分離ロール３１で分離された積層シートＫ，Ｎは、基板シートＫが上面側で負極シートＮが下面側となるようにして、基板負極層案内ロール４０で加工室４内の上部に案内されて、半導体成膜装置３６でｎ型半導体６が生成される（図３における半導体成膜装置３６を参照）。また、分離ロール３１で分離された絶縁シートＩは、絶縁層案内ロール４１で積層シートＫ，Ｎの下方に案内されるとともに、絶縁層転向ロール４２で上方に転向されて、絶縁層積層ロール４３でｎ型半導体６の右側一部に積層される（図３における絶縁層積層ロール４３を参照）。そして、ＣＮＴ成膜装置３７で、ｎ型半導体６および絶縁シートＩにカーボンナノチューブ膜７が生成されるとともに（図３におけるＣＮＴ成膜装置３７を参照）、第３加熱室５３の下方を通過することで、ｎ型半導体６およびカーボンナノチューブ膜７に残留する溶媒を確実に蒸発させて除去する。また、分離ロール３１で分離された正極シートＰは、正極層案内ロール４４で絶縁シートＩの下方に案内されるとともに、正極層転向ロール４５で上方に転向されて、正極層積層ロール４６でカーボンナノチューブ膜７の右側一部において右側から突出するように積層されて、半製品シートを形成する（図３における正極層積層ロール４６を参照）。そして、半製品シートは、制御ロール３２で張力制御および冷却が行われ、半製品転向ロール４９で下方に転向されるとともに、製品形成ロール３３で下面に透明シートＴが積層されて、薄膜太陽電池を形成する（図３における製品形成ロール３３を参照）。図３の薄膜太陽電池におけるＡ−Ａ断面を、図４に示す。
【００２９】
ここで、ｎ型半導体６およびカーボンナノチューブ膜７のそれぞれの生成について詳細に説明するが、まずはｎ型半導体６の生成から説明する。
半導体成膜装置３６を通過する積層シートＫ，Ｎは、図１の第１加熱室５１で１５０℃を限度として加熱されるとともに、図２の駆動装置６４で左右に移動するスプレーノズル６３で半導体原料が噴射されて、均一に塗布される。同様に、ＣＮＴ成膜装置３７を通過するシート（正確には、積層シートＫ，Ｎにｎ型半導体６が生成されて絶縁シートＩが積層されたもの）は、図１の第２加熱室５２で１５０℃を限度として加熱されるとともに、図２の駆動装置７４で左右に移動するスプレーノズル７３でＣＮＴ原料が噴射されて、均一に塗布される。また、生成されたカーボンナノチューブ膜７は、加工室４の内部の雰囲気ガスがＯ２を含むのでｐ型となる。
【００３０】
図１に示すように、回収室８の内部では、薄膜太陽電池が製品案内ロール８１で案内されて、巻取りロール８２で巻き取られて回収される。
このように、上記薄膜太陽電池の製造装置および製造方法によると、帯状の薄膜太陽電池を連続的に形成していくので、大面積の薄膜太陽電池を高い生産性で製造することができる。
【００３１】
また、上記薄膜太陽電池の製造装置および製造方法は簡素なものであり、製造される太陽電池には、希少金属（レアメタル）であるインジュームや白金などを用いず、流通量が豊富な元素材料であるカーボンナノチューブなどを用いるので、低コストで薄膜太陽電池を製造することができる。
［薄膜太陽電池］
以下、上記製造装置および製造方法により製造される薄膜太陽電池について、図５〜図７に基づき説明する。
【００３２】
図５は、薄膜太陽電池を巻き取っている巻取りロール８２を、上下反転させた斜視図である。この図５に示すように、製造される薄膜太陽電池は帯状であるから、所望の性能または長さだけ切断して用いることができる。以下、切断されたシートをシート部というとすれば、この切断された薄膜太陽電池は、図６（ａ）に示すように、基板シートＫ部と、この基板シートＫ部に積層されるとともに当該基板シートＫ部の左側から突出した負極シートＮ部と、上記基板シートＫ部および負極シートＮ部に生成されたｎ型半導体６と、このｎ型半導体６の右側一部に積層された絶縁シートＩ部と、上記ｎ型半導体６および絶縁シートＩ部に生成されたｐ型のカーボンナノチューブ膜７と、上記絶縁シートＩ部に生成されたカーボンナノチューブ膜７において右側から突出するように積層された正極シートＰ部と、上記ｎ型半導体６に生成されたカーボンナノチューブ膜７および正極シートＰ部に積層された透明シートＴ部とから構成される。
【００３３】
これにより、上記切断された薄膜太陽電池は、透明シートＴ部から入った光がｐ型であるカーボンナノチューブ膜７とｎ型半導体６との接合面に達することで、ｎ型半導体６に発生した電子が負極シートＮ部に補足されるとともに、ｐ型であるカーボンナノチューブ膜７に発生した正孔が正極シートＰ部に補足されて、起電力が発生するものである。また、上記切断された薄膜太陽電池の耐久性を向上させるため、図６（ｂ）に示すように、上流側および下流側の各切断面を、樹脂Ｒ加工（またはラミネート加工）による封止で補強してもよい。
【００３４】
一方、用いられる負極シートＮを正極シートＰと略同一幅まで幅狭にすることで、製造される薄膜太陽電池はシースルー型となり、切断された薄膜太陽電池は、図７に示すような構成となる。すなわち、この場合の薄膜太陽電池は、基板シートＫ部と、この基板シートＫ部の左側一部に積層されるとともに当該基板シートＫ部の左側から突出した負極シートＮ部と、上記基板シートＫ部および負極シートＮ部に生成されたｎ型半導体６と、このｎ型半導体６の右側一部に積層された絶縁シートＩ部と、上記ｎ型半導体６および絶縁シートＩ部に生成されたｐ型のカーボンナノチューブ膜７と、上記絶縁シートＩ部に生成されたカーボンナノチューブ膜７において右側から突出するように積層された正極シートＰ部と、上記ｎ型半導体６に生成されたカーボンナノチューブ膜７および正極シートＰ部に積層された透明シートＴ部とから構成される。
【００３５】
これにより、上記切断された薄膜太陽電池は、透明シートＴ部から入った光により起電力が発生するだけでなく、一方の面から他方の面まで透けて見えるものである。
このように、上記薄膜太陽電池は、帯状をロールさせた状態で得られることから、運送および保管を容易にすることができ、また、所望の長さだけ切断して用いられることから、製品供給の自由度を高めることができる。
【００３６】
さらに、負極シートＮを幅狭にすることで、得られる薄膜太陽電池をシースルー型にすることができる。
ところで、上記実施例では、半導体成膜装置３６およびＣＮＴ成膜装置３７でそれぞれｎ型半導体６およびｐ型のカーボンナノチューブ膜７が生成されるとして説明したが、それぞれｐ型半導体およびｎ型のカーボンナノチューブ膜が生成されるようにしてもよい。この場合、半導体成膜装置３６の半導体原料としてｐ型半導体を溶媒に溶かしてなるものを用い、雰囲気ガスとしてＨ２を含むガスを用いる。
【００３７】
また、上記実施例では、半導体成膜装置３６およびＣＮＴ成膜装置３７は、いずれもスプレー塗布装置であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、静電塗布装置、ロールコータ装置であってもよい。さらに、半導体成膜装置３６については、スパッタ装置でもよい。この場合、スパッタ装置の上方に配置された第１加熱室５１は不要であり、スパッタ装置の内部の真空度を維持するために、スパッタ装置における積層シートの挿通口にシール部（ラビリンスシールなど）を設ける。
【００３８】
さらに、上記実施例では、基板シートＫには透明のプラスチックが用いられるとして説明したが、製造される薄膜太陽電池をシースルー型としないのであれば、ステンレス箔を用いてもよい。
【００３９】
また、上記実施例では、ｎ型またはｐ型のカーボンナノチューブ膜７を生成するために、雰囲気ガスとしてＯ２またはＮ２を含む混合ガスを供給するものとして説明したが、これらのガスに限定されるものではなく、他のガスを含む雰囲気ガスであってもよい。また、雰囲気ガスの代わりに、予めｎ型またはｐ型にされたカーボンナノチューブ膜を生成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
Ｋ 基板シート
Ｎ 負極シート
Ｉ 絶縁シート
Ｐ 正極シート
Ｔ 透明シート
１ 装置本体
４ 加工室
６ ｎ型半導体
７ カーボンナノチューブ膜
８ 回収室
３３ 製品形成ロール
３６ 半導体成膜装置
３７ ＣＮＴ成膜装置
４３ 絶縁層積層ロール
４６ 正極層積層ロール
８２ 巻取りロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に送られる基板シート、電極シート、絶縁シート、対極シートおよび透明シートを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置であって、
上記基板シートに電極シートを積層してなる積層シートに半導体膜を生成する半導体成膜装置と、
上記積層シートに生成された半導体膜の一部に絶縁シートを積層する絶縁層積層器と、
上記積層シートに生成された半導体膜およびこの半導体膜の一部に積層された絶縁シートにカーボンナノチューブ膜を生成するカーボンナノチューブ成膜装置と、
上記絶縁シートに生成されたカーボンナノチューブ膜に対極シートを積層する対極層積層器と、
上記半導体膜に生成されたカーボンナノチューブ膜および対極シートに透明シートを積層して薄膜太陽電池を形成する透明層積層器とを備えたことを特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項２】
半導体成膜装置で生成される半導体膜がｎ型半導体であり、カーボンナノチューブ成膜装置で生成されるカーボンナノチューブ膜がｐ型であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項３】
積層シートが、基板シートの一部に電極シートを積層してなるものであり、
上記基板シートが透明であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項４】
連続的に送られる透明基板シート、負極シート、絶縁シート、正極シートおよび透明シートを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造方法であって、
上記透明基板シートの一部に負極シートを積層してなる積層シートにｎ型半導体を生成し、
上記積層シートに生成されたｎ型半導体の一部に絶縁シートを積層し、
上記積層シートに生成されたｎ型半導体およびこのｎ型半導体の一部に積層された絶縁シートにｐ型のカーボンナノチューブ膜を生成し、
上記絶縁シートに生成されたカーボンナノチューブ膜に正極シートを積層し、
上記ｎ型半導体に生成されたカーボンナノチューブ膜および正極シートに透明シートを積層して薄膜太陽電池を形成することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１】
連続的に送られる基板シート、電極シート、絶縁シート、対極シートおよび透明シートを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造装置であって、
上記基板シートに電極シートを積層してなる積層シートに半導体膜を生成する半導体成膜装置と、
上記積層シートに生成された半導体膜の一部に絶縁シートを積層する絶縁層積層器と、
上記積層シートに生成された半導体膜およびこの半導体膜の一部に積層された絶縁シートにカーボンナノチューブ膜を生成するカーボンナノチューブ成膜装置と、
上記絶縁シートに生成されたカーボンナノチューブ膜に対極シートを積層する対極層積層器と、
上記半導体膜に生成されたカーボンナノチューブ膜および対極シートに透明シートを積層して薄膜太陽電池を形成する透明層積層器とを備えたことを特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項２】
半導体成膜装置で生成される半導体膜がｎ型半導体であり、カーボンナノチューブ成膜装置で生成されるカーボンナノチューブ膜がｐ型であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項３】
積層シートが、基板シートの一部に電極シートを積層してなるものであり、
上記基板シートが透明であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項４】
連続的に送られる透明基板シート、負極シート、絶縁シート、正極シートおよび透明シートを積層して薄膜太陽電池を連続的に製造する製造方法であって、
上記透明基板シートの一部に負極シートを積層してなる積層シートにｎ型半導体を生成し、
上記積層シートに生成されたｎ型半導体の一部に絶縁シートを積層し、
上記積層シートに生成されたｎ型半導体およびこのｎ型半導体の一部に積層された絶縁シートにｐ型のカーボンナノチューブ膜を生成し、
上記絶縁シートに生成されたカーボンナノチューブ膜に正極シートを積層し、
上記ｎ型半導体に生成されたカーボンナノチューブ膜および正極シートに透明シートを積層して薄膜太陽電池を形成することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５５１６７（Ｐ２０１３−５５１６７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１１５７（Ｐ２０１１−１９１１５７）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【Ｆターム（参考）】
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