基于工藝流程視角的光伏組件生產質量管理優化研究

摘 要：針對光伏組件生產過程中的質量管理問題，首先，基于工藝流程的角度對常見的光伏組件生產質量問題進行了介紹；其次分析了此類問題的產生原因；然后從光伏組件生產質量管理體系的優化和完善、技術創新和應用，以及培訓與教育這3個方面提出了光伏組件生產質量管理的優化措施；最后，對未來的光伏組件生產質量管理方式進行了展望。通過優化措施的實施，有助于進一步提高光伏組件的生產質量和可靠性，滿足市場需求并推動光伏產業發展。為了更好的面對未來的挑戰，光伏組件生產質量管理要更加注重全球化和標準化，更好地應用數字化和智能化技術，提高生產效率和產品質量，實現智能制造和生產質量管理的數字化轉型，推動光伏組件制造行業的可持續發展和生產質量管理的持續改進。

關鍵詞：光伏組件；生產質量管理；光伏產業；光伏組件制造行業；優化措施；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濟發展，能源需求不斷增加。傳統的化石能源，比如：石油、煤炭等面臨枯竭和環境污染問題，因此，發展可再生能源成為全球能源轉型的重要方向。為此，中國發布了一系列的法規、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《可再生能源發展專項資金管理暫行辦法》等來推動可再生能源的發展。

太陽能是人類未來可依賴的環保、安全、可靠的可再生能源之一。其中，光伏發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”優勢得到國家大力扶持，是推動中國能源結構轉型的主要動力[1]。近年來，隨著光伏發電技術不斷進步，光伏組件的光電轉換效率不斷提高，成本不斷降低，使光伏發電在經濟性方面更有競爭力。但光伏組件在生產過程中的質量問題也逐漸凸顯，光伏組件是光伏產業鏈的重要環節，其生產過程中的質量問題應引起足夠重視。張力夫等[2]指出，晶體硅光伏組件生產過程中的常見問題包括隱裂、黑斑和機械損壞等；胡波[3]從人力和機械設備兩方面對光伏組件在生產過程中產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過程中的質量管理問題，首先，基于工藝流程對常見的光伏組件生產質量問題進行介紹；其次，對光伏組件生產質量問題的產生原因進行分析，并提出優化措施；最后，對未來的光伏組件生產質量管理方式進行展望。

1" 常見的光伏組件生產質量問題

目前，大多數光伏企業在進行光伏組件生產時，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、預處理、敷設→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→電致發光（EL）檢測→外觀檢測。其中：EL檢測是對光伏組件內部太陽電池是否存在異常現象的檢測，檢測結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為例，雖然該企業認為其光伏組件在生產過程中的I-V測試、EL檢測、外觀檢測等關鍵流程均不存在問題，但光伏組件生產完成后仍會出現批量質量問題的情況，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，質量問題實物圖如圖1所示。

2" 光伏組件生產質量問題的產生原因分析

光伏組件生產質量問題的產生原因大致可以歸為以下4個方面：

1）原材料質量問題。光伏組件生產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量問題，比如：存在雜質、缺陷等，就會導致光伏組件的電性能下降，甚至光伏組件出現批量質量問題。

2）生產工藝問題。光伏組件的生產工藝包括焊接、層壓、測試等環節。若生產工藝控制不當，比如：焊接不牢固、層壓不均勻等，就會導致光伏組件的結構不穩定，從而會出現漏電、開裂等問題。

3）質量控制問題。光伏組件質量控制包括對原材料、生產工藝、設備等方面質量的監控。若質量控制不到位，就會導致光伏組件質量不穩定，甚至出現批量質量問題。

4）工作人員操作問題。由于光伏組件生產過程中的大部分流程都需要現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，易導致出現光伏組件質量問題。

3" 光伏組件生產質量管理的優化措施研究

下文從光伏組件生產質量管理體系的優化和完善、光伏組件生產質量管理的技術創新和應用，以及光伏組件生產質量管理的培訓與教育這3個方面提出光伏組件生產質量管理的優化措施。

3.1" 光伏組件生產質量管理體系的優化和完善

優化和完善光伏組件生產質量管理體系需要從多個方面入手，包括明確質量目標、強化原材料質量控制、優化生產工藝、加強設備的維護與更新、建立質量檢驗和追溯體系，以實現持續改進和創新等，下文進行具體分析。

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

2）強化原材料質量控制。確保光伏組件的原材料質量是提高產品質量的關鍵，企業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，以此實現并強化對原材料的質量控制。

3）優化生產工藝。生產工藝對光伏組件的質量會產生重要影響，企業可以通過建立獎勵制度來激發相關人員的生產工藝創新意識，不斷優化生產工藝，從而提高產品的生產效率和品質。比如：改進焊接工藝、優化層壓過程等，均可以更好地保障光伏組件的結構穩定性和性能一致性。

4）加強設備的維護與更新。生產設備是光伏組件生產時的重要工具，設備的運行狀態會直接影響產品質量。企業可以根據設備種類，咨詢相關專家并設置養護周期，安排專業人員負責設備的養護和更新工作，確保責任到人，以此確保設備始終處于良好運行狀態。

5）建立質量檢驗和追溯體系。生產企業應建立完善的質量檢驗和追溯體系，對每塊光伏組件進行嚴格的質量檢驗和追溯。在光伏組件生產過程中的每個工藝流程節點由工作人員進行相關信息錄入，以便記錄每塊光伏組件的生產信息和質量數據，確保問題可追溯，從而可以及時發現并解決問題，實現產品的可追溯性和可靠性。

6）持續改進和創新。其是提高光伏組件質量的關鍵，企業可以打造一個員工互動平臺，鼓勵員工對光伏組件生產過程提出改進意見和建議。對于被采納的意見和建議，給予提出者適當的獎勵，從而可持續優化內部生產工藝和質量管理流程。同時，企業可以與相關企業聯合舉辦交流分享會，以此加強行業內企業間的溝通與合作，引進先進的技術和管理經驗，共同推動產品的創新和發展。

上述措施的實施，有助于進一步提高光伏組件的生產質量和可靠性，以滿足市場需求并推動光伏產業發展。

3.2" 光伏組件生產質量管理的技術創新和應用

下文從材料創新、設備改進，以及加大研發和創新投入這3個方面分析光伏組件生產質量管理的技術創新和應用。

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

2）設備改進。采用更高效、精度更高的設備是提高光伏組件生產質量的重要手段。企業可以通過引入更高效、精度更高的切割和封裝設備來提高光伏組件生產線的生產能力和品質控制；同時，也可以對現有設備進行改造和升級，以此提高設備的穩定性和精度，從而提高光伏組件生產質量。

3）加大研發和創新投入。此方式是推動光伏組件生產質量管理技術創新和產品改進的重要途徑。通過引入新的技術和工藝，可以不斷提高光伏組件的性能和質量。此外，通過加強與科研機構的合作和交流，引進先進的技術和管理經驗，從而可推動光伏組件生產過程中的創新。

3.3" 光伏組件生產質量管理的培訓與教育

下文從制定培訓計劃、持續教育、建立激勵機制及建立反饋機制4個方面對光伏組件生產質量管理的培訓與教育進行分析。

1）培訓計劃。企業可以根據光伏組件生產質量管理的相關要求，結合員工的實際需求，制定詳細的培訓計劃。培訓計劃應包括培訓內容、培訓方式、考核方式等。①培訓內容。企業制定的培訓內容應涉及光伏組件生產時的質量標準、生產工藝、設備操作方式、質量檢驗方法、生產質量管理體系等方面的內容。同時，還可以涵蓋生產質量管理的基本理論和方法，比如：六西格瑪（6σ）、精益生產等。②培訓方式。可以采用多種培訓方式，比如：集中授課、現場操作、案例分析等，企業可以根據實際情況選擇合適的培訓方式，確保員工能夠充分理解和掌握相關知識。③考核方式。對員工進行考核是確保培訓效果的重要手段，可以采用書面考試、實際操作等方式進行考核，以評估員工的學習成果和技能水平；對于考核優秀的員工應進行嘉獎。

2）持續教育。生產質量管理是一個持續的過程，因此應該持續開展生產質量管理培訓和教育。可以定期組織內部培訓、外部培訓、研討會等活動，讓員工不斷學習和掌握新的生產質量管理理念和方法。

3）建立激勵機制。為了激發員工參與生產質量管理培訓和教育的積極性，可以建立相應的激勵機制。比如：可以將員工的培訓成果與績效考核掛鉤，給予優秀員工一定的獎勵和晉升機會。

4）建立反饋機制。在培訓和教育過程中，應建立反饋機制，及時收集員工的意見和建議，不斷改進和優化培訓的內容和方法。同時，也應及時總結和分享培訓成果，促進員工之間的交流和學習，以便于更好地實現光伏組件生產質量管理。

4" 展望

實施光伏組件生產質量管理對于提高光伏組件質量和降低生產成本具有重要意義。通過優化與完善光伏組件生產質量管理體系，持續進行技術創新，對工作人員進行持續的教育與培訓，可以不斷提高員工的生產質量意識和技能水平，為光伏組件生產質量管理提供有力支持。

未來，隨著光伏組件生產技術的不斷進步和市場需求的變化，光伏組件生產質量管理將面臨更多的挑戰和機遇。為了更好的面對這些挑戰，需要不斷進行技術創新和產品改進，以提高光伏組件的性能和質量。此外，光伏組件生產質量管理要更加注重全球化和標準化，更好地應用數字化和智能化技術，提高生產效率和產品質量，實現智能制造和生產質量管理的數字化轉型，推動光伏組件制造行業的可持續發展和生產質量管理的持續改進。

5" 結論

本文首先基于工藝流程，介紹了常見的光伏組件生產質量問題；其次分析了此類問題的產生原因；然后從光伏組件生產質量管理體系的優化和完善、技術創新和應用，以及培訓與教育這3個方面提出了光伏組件生產質量管理的優化措施；最后，對未來的光伏組件生產質量管理方式進行了展望。通過優化措施的實施，有助于進一步提高光伏組件的生產質量和可靠性，滿足市場需求并推動光伏產業發展。未來光伏組件生產質量管理要更加注重全球化和標準化，實現智能制造和質量管理的數字化轉型，推動光伏組件制造行業的可持續發展和生產質量管理的持續改進。

[參考文獻]

[1] 丁嘉鋮，孔德明，肖宸瑄，等.產業鏈視角下全球光伏產業貿易格局演變特征研究[J]. 世界地理研究，2024，33（7）：1-17.

[2] 張力夫，朱光輝，陳貺. 光伏電站晶硅組件常見問題分析及優化管理建議[J].有色冶金節能，2021，37（2）：51-54.

[3] 胡波. 關于光伏組件產生隱裂的原因及防治措施[J]. 新疆有色金屬，2024，47（5）：96-97.

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