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電池片氮化硅膜劃傷原因與改善

國際太陽能光伏網  來源:摩爾光伏  日期:2018-08-10
  光伏組件電池片表面易被劃傷,影響外觀,嚴重的將造成EL不良,波及產品性能。該文通過對Z公司的劃傷特點及產生的原因進行研究,從引起劃傷的外在因素和電池片本身抗耐磨性的內在因素著手,從人、機、料、法、環五個方面,運用質量因果分析法,找到降低劃傷的方法,達到降本增效,提升客戶滿意度的目的。
 
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  引言
 
  隨著客戶對外觀和性能要求的不斷加嚴,電池片的劃傷造成的外觀缺陷以及因它所帶來的斷柵,甚至隱裂所導致的EL不良已成為主要的異常反饋項目,很多廠家已逐步將電池片劃傷記入不良。本文通過對Z公司的劃傷特點及產生的原因進行研究,通過質量管理工具方法開展改進活動,從而找到降低劃傷的方法,達到降本增效,提升客戶滿意度的目的。
 
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  光伏組件電池片劃傷的現狀
 
  1.1主要類型
 
  目前光伏行業各電池片生產廠家因各種因素,均造成了一定比例的劃傷,按檢驗發現的劃傷類型,大致可分為二大類,劃分原則以“是否造成SIN膜劃傷”為基準,在此稱為:
 
  (1)劃傷類,已造成SIN膜破損,嚴重時則EL發黑;
 
  (2)擦傷類,SIN膜無劃傷,一般情況不會影響EL。
 
  本報告以Z公司為研究對象,重點研究(1)劃傷類。劃傷通過不同現象可分為:條狀、團狀、氮化硅磨傷、線狀四種類型,如圖1所示。
 
  1.2不良比例分布
 
  通過對Z公司電池車間ABC車間的2015年7月-12月劃傷進行統計,具體數據如圖2所示。劃傷平均比例0.66%,其中條狀和團狀、氮化硅磨傷比例較高,分別為0.34%,0.13%,0.14%。
 
  2
 
  劃傷產生的原因研究
 
  2.1原因分析
 
  通過以上劃傷圖片和數據,可看出:
 
  (1)條狀、團狀有起始點,明顯是有異物摩擦所致,如鋁珠、鋁刺等,且是三個車間共性;
 
  (2)氮化硅磨傷,無明顯起始點,位置較一致,且C車間與AB車間相比,比例有明顯差異;
 
  (3)線狀無明顯起始點,線條較細且多條,如表面搓傷等。
 
  針對以上三點,從因果關系法(人、機、料、法、環)和各車間差異點兩方面著重進行分析,找出了可能與劃傷相關的末端因素。
 
  2.2原因確認
 
  針對以上8條末端因素,通過單一變量法進行逐一確認,找出要因。
 
  2.2.1原因一:檢驗員經驗存在差異
 
  安排不同在崗年限的檢驗員檢驗同一批電池片。
 
  不同檢驗員在檢驗同批電池片時劃傷比例差異不大,所以該因素非要因。
 
  2.2.2原因二:烘箱爐帶過臟
 
  跟蹤驗證絲網某線烘箱臟污爐帶與新爐帶劃傷比例。
 
  更換前劃傷比例為0.61%,更換后比例仍為0.61%,劃傷比例無明顯變化。因此,該因素為非要因。
 
  2.2.3原因三:燒結爐帶造成電池片背場不平
 
  根據C車間有兩種型號爐帶,頂點式與邊緣式,AB車間僅有一種頂點式,頂點爐帶與電池片背面有接觸,而邊緣式沒有,結合C車間的條狀團狀比例相對較低,故對二種型號的爐帶進行對比,把B車間絲網某線的頂點式爐帶更換為邊緣式爐帶,跟蹤收集劃傷比例進行對比,具體數據如圖5所示。
 
  更換前頂點式爐帶的平均劃傷比例為0.45%,更換為邊緣式爐帶后平均比例為0.05%,劃傷有明顯改善,所以為要因。
 
  2.2.4原因四:石墨舟使用次數差異
 
  分別跟蹤PE某爐管和絲網某線的電池片使用前期(1-15次)、中期(16-80次)、后期(81-100次)石墨舟的劃傷比例。
 
  各周期石墨舟劃傷比例差異不大,非要因。  2.2.5原因五:背電場漿料過于粗糙
 
  工藝分析A漿料較B漿料粗糙,跟蹤絲網某線分別使用這兩種背場漿料時的劃傷比例。
 
  劃傷差異較小,所以鋁漿為非要因。
 
  2.2.6原因六:檢驗操作方法差異
 
  安排同一檢驗員檢驗同一批電池片,分別采用滑動檢驗和抬起檢驗的手法。
 
  檢驗方式由滑動檢驗改為抬起檢驗后劃傷比例減少0.45%,為要因。
 
  2.2.7原因七:反射率差異導致絨面不均勻
 
  分別跟蹤高反射率和低反射率電池片在絲網某線的劃傷比例。
 
  由數據可得,反射率28%時與反射率26.5%時的劃傷比例并無差異,所以為非要因。
 
  2.2.8原因八:PECVD鍍膜溫度影響電池片耐磨性
 
  針對C車間氮化硅劃傷比例較高,PE鍍膜溫度整體也較高的特點,對PE不同溫度下的劃傷現象進行了驗證,以C車間某線為例,對比不同鍍膜溫度的劃傷比例。
 
  隨著鍍膜平均溫度的變化,劃傷比例也有明顯變化,所以該因素為要因。
 
  2.3對策制定及實施
 
  2.3.1對策制定
 
  根據要因確認的分析結果,按照5W1H的思路。
 
  2.3.2對策實施。
 
  措施一:
 
  由于措施一改變檢驗手法在檢驗電池片時檢驗時長將會多100%,無法滿足產能需求,所以暫緩實施,優先實施措施二與措施三。
 
  措施二:
 
  3月24號起,視實際情況,工藝適當降低PECVD各線別的鍍膜溫度。
  措施三:
 
  4-5月,電池車間陸續將頂點式接觸爐帶更換為邊緣接觸式爐帶。
 
  2.3.3制定鞏固措施
 
  根據上述檢查結果,確定更換爐帶、降低鍍膜溫度是成功的(在更換爐帶后電池片背場光滑度提升,抬起檢驗和滑動檢驗已不是要因),通過寫入工藝文件,使員工操作標準化,使活動效果得到鞏固和加強。通過質量巡檢,檢查員工是否按照工藝文件要求執行,并經常檢查是否按照修改后的標準執行落實。通過工藝文件固化活動成果。
 
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  改善效果與討論
 
  從5月改善完成以來,劃傷比例穩定在0.05%,有明顯效果。
 
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  結語
 
  本文通過因果關系法和不同車間的差異對比,進行數據統計分析、逐步驗證,查找出產生劃傷的關鍵因素:一是頂點燒結爐帶接觸導致電池片背面產生黑點和鋁刺,造成作業過程中產生大量的劃傷;二是PECVD鍍膜平均溫度過高,導致SIN耐磨性較差,在同樣的生產環境下,更容易造成劃傷。針對以上兩點原因,按照PDCA循環模式,制定相應的應對措施,并按照計劃實施相應的改善措施后,劃傷比例從0.66%降低為0.05%,有明顯的改善效果。按照Z公司目前45萬/月的產能,預估質量損失可以降低26.7萬/月,這大大降低了公司的質量成本,提升了顧客的滿意度,為企業帶來了巨大的經濟和信譽度雙重收益。
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