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公開番号2025091511
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206740
出願日2023-12-07
発明の名称加熱装置、及び加熱方法
出願人ウシオ電機株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類F27B 9/02 20060101AFI20250612BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】膜質の高い薄膜を安定して製造できる加熱装置、及び加熱方法を提供する。
【解決手段】加熱装置は、表面に薄膜が形成された基材を加熱する加熱装置であって、1秒未満の短時間加熱が可能な本加熱ユニットと、前記本加熱ユニットよりも長時間加熱が可能な加熱機構を有する予備加熱ユニットと、前記予備加熱ユニットによって加熱される第一領域から前記本加熱ユニットによって加熱される第二領域に向けて、前記基材を移送する移送ユニットと、少なくとも前記予備加熱ユニットが収容されている第一チャンバと、前記第一チャンバ内の雰囲気ガスを排気する排気口とを備える。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
表面に薄膜が形成された基材を加熱する加熱装置であって、
１秒未満の短時間加熱が可能な本加熱ユニットと、
前記本加熱ユニットよりも長時間加熱が可能な加熱機構を有する予備加熱ユニットと、
前記予備加熱ユニットによって加熱される第一領域から前記本加熱ユニットによって加熱される第二領域に向けて、前記基材を移送する移送ユニットと、
少なくとも前記予備加熱ユニットが収容されている第一チャンバと、
前記第一チャンバ内の雰囲気ガスを排気する排気口とを備えたことを特徴とする、加熱装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第一チャンバは、前記予備加熱ユニット及び前記本加熱ユニットの双方を収容すると共に、前記予備加熱ユニットが配置されて前記第一領域が内部に位置する第一空間と、前記本加熱ユニットが配置されて前記第二領域が内部に位置する第二空間とを、前記基材の移送空間を確保しつつ実質的に区画する隔壁を有し、
前記排気口は、前記第一空間の雰囲気ガスを排気することを特徴とする、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記第一チャンバの外側において、前記本加熱ユニットを収容する第二チャンバを備え、
前記移送ユニットは、前記第一チャンバから前記第二チャンバに向けて、前記基材を移送することを特徴とする、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記第一チャンバと前記第二チャンバとを閉鎖的に連結する連結領域を備え、
前記移送ユニットは、前記連結領域を介して前記第一チャンバから前記第二チャンバに向けて前記基材を移送することを特徴とする、請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記本加熱ユニットは、１秒未満のパルス幅の光を発する光源を含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項６】
表面に薄膜が形成された基材を加熱する加熱方法であって、
チャンバ内において、前記基材に対して予備加熱を行って前記薄膜の残留成分を蒸発させる工程（ａ）と、
前記工程（ａ）の実行中又は実行後に、前記チャンバ内の雰囲気ガスを排気口から排気する工程（ｂ）と、
前記工程（ａ）による前記予備加熱が行われた前記基材上の領域に対して、１秒未満の短時間で本加熱を行う工程（ｃ）とを有することを特徴とする、加熱方法。
【請求項７】
前記工程（ｃ）は、前記チャンバ内において、前記工程（ａ）による前記予備加熱が行われる第一空間と隔壁を介して実質的に区画された異なる第二空間内で実行され、
前記工程（ｂ）は、前記第一空間の雰囲気ガスを前記排気口から排気することを特徴とする、請求項６に記載の加熱方法。
【請求項８】
前記工程（ｃ）は、１秒未満のパルス幅の光を発する光源で実行されることを特徴とする、請求項６又は７に記載の加熱方法。
【請求項９】
前記薄膜はペロブスカイト膜であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の加熱方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）は、前記基材の温度を３０℃～１５０℃の範囲に昇温することを特徴とする、請求項９に記載の加熱方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に薄膜が形成された基材を加熱する加熱装置、及び加熱方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池等の分野において、高い光電変換効率が期待できることから、ペロブスカイト膜が盛んに研究されている。また、ペロブスカイト膜は、溶媒に対する溶解性が高い材料で構成できるため、溶液プロセスでの成膜が可能である。
【０００３】
例えば、下記特許文献１は、より結晶性が高いペロブスカイト膜を得るために、スピンコート等の溶液プロセスで形成したペロブスカイト膜を、フラッシュランプで瞬間的に加熱することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許第１０９３７９７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本発明者らは、特許文献１に示すように、溶液プロセスによってペロブスカイト膜を製膜した後に、フラッシュランプによる加熱を行うと、加熱後のペロブスカイト膜の膜質を低下させる不具合が発生する場合があることに気が付いた。
【０００６】
上記に鑑み、本発明は、膜質の高い薄膜を安定して製造できる加熱装置、及び加熱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】
本発明に係る加熱装置は、
表面に薄膜が形成された基材を加熱する加熱装置であって、
１秒未満の短時間加熱が可能な本加熱ユニットと、
前記本加熱ユニットよりも長時間加熱が可能な加熱機構を有する予備加熱ユニットと、
前記予備加熱ユニットによって加熱される第一領域から前記本加熱ユニットによって加熱される第二領域に向けて、前記基材を移送する移送ユニットと、
少なくとも前記予備加熱ユニットが収容されている第一チャンバと、
前記第一チャンバ内の雰囲気ガスを排気する排気口とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本明細書において、「薄膜」とは、スピンコート、滴下法、インクジェット法等の溶液プロセスで形成された、膜厚が１ｎｍ～１０μｍ程度の膜を指す。なお、本明細書における「薄膜」は、形成時に利用された溶媒が残留している状態を含む概念である。
【０００９】
本加熱ユニットは、例えばペロブスカイト膜からなる薄膜を、瞬間的に加熱可能とされる。一例として、本加熱ユニットはフラッシュランプで構成される。例えばペロブスカイト膜からなる薄膜を、フラッシュランプで瞬間的に加熱することで、当該薄膜の膜質を高めることができる。
【００１０】
本明細書において、「ペロブスカイト膜」とは、ペロブスカイト構造を示す結晶で構成された膜を指す。ペロブスカイト構造は、例えばＣＨ
3
ＮＨ
3
ＰｂＩ
3
のように、構造式ＡＢＸ
3
で表される。一例として、有機金属ハロゲン化合物の場合、Ａは炭素を含む有機基であって、Ｂは鉛等の金属元素、Ｘはヨウ素、塩素、臭素等のハロゲン元素である。また、ペロブスカイト構造には、構造式Ａ
2
ＢＢ’Ｘ
6
で表され、ＢとＢ’とが異なる２種類の金属元素であるような、いわゆるダブルペロブスカイト構造も含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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