基于工藝流程視角的光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理優(yōu)化研究

摘 要：針對光伏組件生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理問題，首先，基于工藝流程的角度對常見的光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量問題進行了介紹；其次分析了此類問題的產(chǎn)生原因；然后從光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系的優(yōu)化和完善、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，以及培訓(xùn)與教育這3個方面提出了光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的優(yōu)化措施；最后，對未來的光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理方式進行了展望。通過優(yōu)化措施的實施，有助于進一步提高光伏組件的生產(chǎn)質(zhì)量和可靠性，滿足市場需求并推動光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為了更好的面對未來的挑戰(zhàn)，光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理要更加注重全球化和標準化，更好地應(yīng)用數(shù)字化和智能化技術(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)智能制造和生產(chǎn)質(zhì)量管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動光伏組件制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)質(zhì)量管理的持續(xù)改進。

關(guān)鍵詞：光伏組件；生產(chǎn)質(zhì)量管理；光伏產(chǎn)業(yè)；光伏組件制造行業(yè)；優(yōu)化措施；工藝流程

中圖分類號：TM615 文獻標志碼：A

0" 引言

隨著全球人口增長和經(jīng)濟發(fā)展，能源需求不斷增加。傳統(tǒng)的化石能源，比如：石油、煤炭等面臨枯竭和環(huán)境污染問題，因此，發(fā)展可再生能源成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要方向。為此，中國發(fā)布了一系列的法規(guī)、政策，比如：《中華人民共和國可再生能源法》、《可再生能源電價附加補助資金管理辦法》和《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》等來推動可再生能源的發(fā)展。

太陽能是人類未來可依賴的環(huán)保、安全、可靠的可再生能源之一。其中，光伏發(fā)電作為太陽能的重要利用方式之一，憑借低污染、低能耗及低成本的“三低”優(yōu)勢得到國家大力扶持，是推動中國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的主要動力[1]。近年來，隨著光伏發(fā)電技術(shù)不斷進步，光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高，成本不斷降低，使光伏發(fā)電在經(jīng)濟性方面更有競爭力。但光伏組件在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題也逐漸凸顯，光伏組件是光伏產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題應(yīng)引起足夠重視。張力夫等[2]指出，晶體硅光伏組件生產(chǎn)過程中的常見問題包括隱裂、黑斑和機械損壞等；胡波[3]從人力和機械設(shè)備兩方面對光伏組件在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生隱裂的原因進行了分析，并給出了防治措施。本文針對光伏組件生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理問題，首先，基于工藝流程對常見的光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量問題進行介紹；其次，對光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因進行分析，并提出優(yōu)化措施；最后，對未來的光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理方式進行展望。

1" 常見的光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量問題

目前，大多數(shù)光伏企業(yè)在進行光伏組件生產(chǎn)時，通常采用以下流程：太陽電池檢測→太陽電池正面焊接→檢驗→太陽電池背面串接→檢驗→光伏玻璃的清洗、切割、預(yù)處理、敷設(shè)→層壓→去毛邊→清洗→涂密封膠→裝邊框→清除余膠→焊接接線盒→高壓測試→I-V測試→電致發(fā)光（EL）檢測→外觀檢測。其中：EL檢測是對光伏組件內(nèi)部太陽電池是否存在異常現(xiàn)象的檢測，檢測結(jié)果的準確性決定了光伏組件能否正常使用；外觀檢測是在光伏組件入庫打包前的最后一道工序，主要是對光伏組件表面進行檢驗，查看光伏組件是否存在光伏玻璃劃傷、太陽電池裂片、焊帶偏移、太陽電池串偏移等問題。

以江蘇省某光伏企業(yè)為例，雖然該企業(yè)認為其光伏組件在生產(chǎn)過程中的I-V測試、EL檢測、外觀檢測等關(guān)鍵流程均不存在問題，但光伏組件生產(chǎn)完成后仍會出現(xiàn)批量質(zhì)量問題的情況，比如：批量光伏玻璃劃傷、光伏玻璃表面臟污、太陽電池短路、黑片、太陽電池間距不良等，質(zhì)量問題實物圖如圖1所示。

2" 光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因分析

光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因大致可以歸為以下4個方面：

1）原材料質(zhì)量問題。光伏組件生產(chǎn)過程中的原材料主要包括硅片、太陽電池、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）膠膜等。若這些原材料存在質(zhì)量問題，比如：存在雜質(zhì)、缺陷等，就會導(dǎo)致光伏組件的電性能下降，甚至光伏組件出現(xiàn)批量質(zhì)量問題。

2）生產(chǎn)工藝問題。光伏組件的生產(chǎn)工藝包括焊接、層壓、測試等環(huán)節(jié)。若生產(chǎn)工藝控制不當，比如：焊接不牢固、層壓不均勻等，就會導(dǎo)致光伏組件的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而會出現(xiàn)漏電、開裂等問題。

3）質(zhì)量控制問題。光伏組件質(zhì)量控制包括對原材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)備等方面質(zhì)量的監(jiān)控。若質(zhì)量控制不到位，就會導(dǎo)致光伏組件質(zhì)量不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)批量質(zhì)量問題。

4）工作人員操作問題。由于光伏組件生產(chǎn)過程中的大部分流程都需要現(xiàn)場工作人員操作完成，當工作人員技能不足、疏忽大意或缺乏責任心時，易導(dǎo)致出現(xiàn)光伏組件質(zhì)量問題。

3" 光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的優(yōu)化措施研究

下文從光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系的優(yōu)化和完善、光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，以及光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的培訓(xùn)與教育這3個方面提出光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的優(yōu)化措施。

3.1" 光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系的優(yōu)化和完善

優(yōu)化和完善光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系需要從多個方面入手，包括明確質(zhì)量目標、強化原材料質(zhì)量控制、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、加強設(shè)備的維護與更新、建立質(zhì)量檢驗和追溯體系，以實現(xiàn)持續(xù)改進和創(chuàng)新等，下文進行具體分析。

1）明確質(zhì)量目標。光伏組件的生產(chǎn)質(zhì)量目標主要包括其在性能、可靠性及壽命等方面的目標。這些目標應(yīng)具有可衡量性，以便在光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量控制過程中進行評估和監(jiān)控。

2）強化原材料質(zhì)量控制。確保光伏組件的原材料質(zhì)量是提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，企業(yè)可以通過建立嚴格的原材料采購標準和檢驗制度，將責任具體到個人，以此實現(xiàn)并強化對原材料的質(zhì)量控制。

3）優(yōu)化生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)工藝對光伏組件的質(zhì)量會產(chǎn)生重要影響，企業(yè)可以通過建立獎勵制度來激發(fā)相關(guān)人員的生產(chǎn)工藝創(chuàng)新意識，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝，從而提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和品質(zhì)。比如：改進焊接工藝、優(yōu)化層壓過程等，均可以更好地保障光伏組件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和性能一致性。

4）加強設(shè)備的維護與更新。生產(chǎn)設(shè)備是光伏組件生產(chǎn)時的重要工具，設(shè)備的運行狀態(tài)會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。企業(yè)可以根據(jù)設(shè)備種類，咨詢相關(guān)專家并設(shè)置養(yǎng)護周期，安排專業(yè)人員負責設(shè)備的養(yǎng)護和更新工作，確保責任到人，以此確保設(shè)備始終處于良好運行狀態(tài)。

5）建立質(zhì)量檢驗和追溯體系。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)建立完善的質(zhì)量檢驗和追溯體系，對每塊光伏組件進行嚴格的質(zhì)量檢驗和追溯。在光伏組件生產(chǎn)過程中的每個工藝流程節(jié)點由工作人員進行相關(guān)信息錄入，以便記錄每塊光伏組件的生產(chǎn)信息和質(zhì)量數(shù)據(jù)，確保問題可追溯，從而可以及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，實現(xiàn)產(chǎn)品的可追溯性和可靠性。

6）持續(xù)改進和創(chuàng)新。其是提高光伏組件質(zhì)量的關(guān)鍵，企業(yè)可以打造一個員工互動平臺，鼓勵員工對光伏組件生產(chǎn)過程提出改進意見和建議。對于被采納的意見和建議，給予提出者適當?shù)莫剟睿瑥亩沙掷m(xù)優(yōu)化內(nèi)部生產(chǎn)工藝和質(zhì)量管理流程。同時，企業(yè)可以與相關(guān)企業(yè)聯(lián)合舉辦交流分享會，以此加強行業(yè)內(nèi)企業(yè)間的溝通與合作，引進先進的技術(shù)和管理經(jīng)驗，共同推動產(chǎn)品的創(chuàng)新和發(fā)展。

上述措施的實施，有助于進一步提高光伏組件的生產(chǎn)質(zhì)量和可靠性，以滿足市場需求并推動光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.2" 光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用

下文從材料創(chuàng)新、設(shè)備改進，以及加大研發(fā)和創(chuàng)新投入這3個方面分析光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用。

1）材料創(chuàng)新。研發(fā)和采用新型封裝材料是提高光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量的重要途徑。采用更高效、更耐久的封裝材料可以提高光伏組件的發(fā)電效率和使用壽命。此外，還可以探索可回收和環(huán)保的封裝材料，以降低廢舊光伏組件對環(huán)境的影響。

2）設(shè)備改進。采用更高效、精度更高的設(shè)備是提高光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量的重要手段。企業(yè)可以通過引入更高效、精度更高的切割和封裝設(shè)備來提高光伏組件生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力和品質(zhì)控制；同時，也可以對現(xiàn)有設(shè)備進行改造和升級，以此提高設(shè)備的穩(wěn)定性和精度，從而提高光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量。

3）加大研發(fā)和創(chuàng)新投入。此方式是推動光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品改進的重要途徑。通過引入新的技術(shù)和工藝，可以不斷提高光伏組件的性能和質(zhì)量。此外，通過加強與科研機構(gòu)的合作和交流，引進先進的技術(shù)和管理經(jīng)驗，從而可推動光伏組件生產(chǎn)過程中的創(chuàng)新。

3.3" 光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的培訓(xùn)與教育

下文從制定培訓(xùn)計劃、持續(xù)教育、建立激勵機制及建立反饋機制4個方面對光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的培訓(xùn)與教育進行分析。

1）培訓(xùn)計劃。企業(yè)可以根據(jù)光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的相關(guān)要求，結(jié)合員工的實際需求，制定詳細的培訓(xùn)計劃。培訓(xùn)計劃應(yīng)包括培訓(xùn)內(nèi)容、培訓(xùn)方式、考核方式等。①培訓(xùn)內(nèi)容。企業(yè)制定的培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)涉及光伏組件生產(chǎn)時的質(zhì)量標準、生產(chǎn)工藝、設(shè)備操作方式、質(zhì)量檢驗方法、生產(chǎn)質(zhì)量管理體系等方面的內(nèi)容。同時，還可以涵蓋生產(chǎn)質(zhì)量管理的基本理論和方法，比如：六西格瑪（6σ）、精益生產(chǎn)等。②培訓(xùn)方式。可以采用多種培訓(xùn)方式，比如：集中授課、現(xiàn)場操作、案例分析等，企業(yè)可以根據(jù)實際情況選擇合適的培訓(xùn)方式，確保員工能夠充分理解和掌握相關(guān)知識。③考核方式。對員工進行考核是確保培訓(xùn)效果的重要手段，可以采用書面考試、實際操作等方式進行考核，以評估員工的學(xué)習(xí)成果和技能水平；對于考核優(yōu)秀的員工應(yīng)進行嘉獎。

2）持續(xù)教育。生產(chǎn)質(zhì)量管理是一個持續(xù)的過程，因此應(yīng)該持續(xù)開展生產(chǎn)質(zhì)量管理培訓(xùn)和教育。可以定期組織內(nèi)部培訓(xùn)、外部培訓(xùn)、研討會等活動，讓員工不斷學(xué)習(xí)和掌握新的生產(chǎn)質(zhì)量管理理念和方法。

3）建立激勵機制。為了激發(fā)員工參與生產(chǎn)質(zhì)量管理培訓(xùn)和教育的積極性，可以建立相應(yīng)的激勵機制。比如：可以將員工的培訓(xùn)成果與績效考核掛鉤，給予優(yōu)秀員工一定的獎勵和晉升機會。

4）建立反饋機制。在培訓(xùn)和教育過程中，應(yīng)建立反饋機制，及時收集員工的意見和建議，不斷改進和優(yōu)化培訓(xùn)的內(nèi)容和方法。同時，也應(yīng)及時總結(jié)和分享培訓(xùn)成果，促進員工之間的交流和學(xué)習(xí)，以便于更好地實現(xiàn)光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理。

4" 展望

實施光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理對于提高光伏組件質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。通過優(yōu)化與完善光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系，持續(xù)進行技術(shù)創(chuàng)新，對工作人員進行持續(xù)的教育與培訓(xùn)，可以不斷提高員工的生產(chǎn)質(zhì)量意識和技能水平，為光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理提供有力支持。

未來，隨著光伏組件生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步和市場需求的變化，光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理將面臨更多的挑戰(zhàn)和機遇。為了更好的面對這些挑戰(zhàn)，需要不斷進行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品改進，以提高光伏組件的性能和質(zhì)量。此外，光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理要更加注重全球化和標準化，更好地應(yīng)用數(shù)字化和智能化技術(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)智能制造和生產(chǎn)質(zhì)量管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動光伏組件制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)質(zhì)量管理的持續(xù)改進。

5" 結(jié)論

本文首先基于工藝流程，介紹了常見的光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量問題；其次分析了此類問題的產(chǎn)生原因；然后從光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系的優(yōu)化和完善、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，以及培訓(xùn)與教育這3個方面提出了光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理的優(yōu)化措施；最后，對未來的光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理方式進行了展望。通過優(yōu)化措施的實施，有助于進一步提高光伏組件的生產(chǎn)質(zhì)量和可靠性，滿足市場需求并推動光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。未來光伏組件生產(chǎn)質(zhì)量管理要更加注重全球化和標準化，實現(xiàn)智能制造和質(zhì)量管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動光伏組件制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)質(zhì)量管理的持續(xù)改進。

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RESEARCH ON PRODUCTION QUALITY MANAGEMENT OPTIMIZATION OF PV MODULES FROM

PERSPECTIVE OF PROCESS FLOW

Liu Zhili

（Shanghai Institute of Technology，Shanghai 200233，China）

Abstract：This paper focuses on the quality management issues in the production process of PV modules. Firstly，based on the process flow，common PV module production quality issues are introduced. Secondly，the causes of such issues are analyzed. Then，optimization measures for PV module production quality management are proposed from three aspects： optimization and improvement，technological innovation and application，and training and education for PV module production quality management. Finally，the future production quality management methods for PV module are discussed. The implementation of optimization measures will help further improve the production quality and reliability of PV modules，meet market demand，and promote the development of the PV industry. In order to better face future challenges，the production quality management of PV module should pay more attention to globalization and standardization，better apply digital and intelligent technologies，improve production efficiency and product quality，achieve digital transformation of intelligent manufacturing and production quality management，and promote the sustainable development of the PV module manufacturing industry and continuous improvement of production quality management.

Keywords：PV modules；production quality management；PV industry；PV module manufacturing industry；optimization measures；process flow