此 Minitab® 客戶是全球最大太陽能技術和再生能源公司之一。20多年來一直是太陽能光電模組製造領導商並提供太陽能解決方案。致力為大型能源買家提供具競爭力的潔淨電力，並為永續發展努力而自豪。

 

 

挑戰

 

不明因素導致製程不一致性

 

中國上海一家太陽能公司研發經理遇到一個問題。他的團隊發現製程上氮化矽薄膜厚度的變異程度令人無法接受。他們需要控制薄膜厚度，以提高太陽能電池表面的能源效率水準並符合內部標準。理想的薄膜厚度介在 77 – 87nm 之間。

 

 

 

如上圖所示，從最初的製程開始，團隊發現薄膜厚度超出了上限，正如管制圖所顯示，表明製程存在問題。大部分數據在平均之上，導致製程能力不足。因此，目前製程的不良率非常高。

 

 

Minitab 解決方案

 

專案團隊要分析薄膜厚度變異較大的原因並篩選可能因素

 

尋找生產線上根本原因

 

該團隊希望確定量測系統或製程錯誤是否導致了薄膜厚度的差異。他們使用 TOPCON 測量儀器 (業界標準測試設備) 來測量薄膜厚度和折射率。

然後，團隊使用 Minitab 的 Gage R&R 量測系統分析來查看量測系統本身是否導致了變異。量測系統的 Gage R&R 分析值為 9.16% 小於 10%，表示 TOPCON 量測系統符合要求，因此不會造成問題。

 

使用 Minitab 腦力激盪工具縮小可能性

 

為了尋找可能影響因素，團隊使用 Minitab Engage 中的魚骨圖進行腦力激盪。根據魚骨圖和領導者過去經驗，團隊確定了設備故障或製程問題可能導致氮化矽膜厚變化的兩個可能原因：

 

- 塗裝設備中調節流體流量的閥門蝶閥清洗頻率
- 爐溫和矽在爐內位置

 

首先，團隊調查了塗裝設備清洗中的蝶閥是否有問題。團隊在 Minitab 中建立了兩樣本 T 檢定，確認蝶閥的清潔頻率是否對薄膜厚度產生顯著影響。

 

 

 

團隊經過分析發現 p 值小於 0.05。這意味著蝶閥清洗前後的薄膜厚度有顯著差異，也就是蝶閥清洗對膜厚有顯著影響。找到了！

為了測試薄膜厚度變化的第二個可能原因，專案團隊使用 Minitab 的迴歸分析來確定爐中矽的溫度和位置是重要因素。

 

調查結果

使用 Minitab 的能力分析和管制圖，團隊確定了產生理想氮化矽薄膜厚度所需的條件：

 

- 每天應清洗蝶閥兩次
- 確定了合理爐溫。製程輸出顯示，三個熔爐位置的理想溫度設定分別為：爐口溫度 500°C/932°F、中間溫度為 480°C/896°F、爐底溫度為 472°C/881°F。

 

結果

 

團隊利用統計分析很快找到了製程參數的理想設定。在 Minitab 的迴歸模型中，調整製程參數，氮化矽膜厚達到了穩定輸出。使用調整後的參數設置，團隊進行了驗證分析，製程輸出顯示三個位置的溫度設定分別為 500°C、480°C 和 472°C 最理想。同時 Cpk 值大於 1.67，製程能力指數較高，遠超過預設目標。

 

 

 

 

利用 Minitab 強大的統計分析功能，團隊能夠採取非常針對性和準確的措施。「過去我們採用的是連續盲測，現在終於可以定量地檢驗我們假設了。Minitab 提供我們極大幫助！」團隊經理說。在發現、檢驗假設、確認和解決問題的各階段，Minitab 統計軟體都發揮了作用，不僅縮短了解決問題時間，並且提高了團隊成員對決策的信心。

 

透過了解並控制氮化矽薄膜的厚度，該團隊幫助將面板能源效率提高了 7%，從 81% 提高到 88%。根據目前每天 6,048 單管產能的估算，這項措施每年為該公司增加了 101,400 美元收入。

 

 

客戶

全球太陽能技術和再生能源供應商

 

概述

成立於2001年
2006 年在納斯達克 (NASDAQ) 上市
總部位於加拿大安大略省

 

挑戰

發現正在生產的一些薄膜不符合內部標準後，需要控制氮化矽薄膜的厚度，提升太陽能電池表面的能源效率水準。

 

使用產品

Minitab® 統計軟體

 

Minitab Engage™

解決方案

利用 Minitab® Statistical Software 和 Minitab Engage™ 的強大圖形和分析工具，該公司找出並修正薄膜厚度差異的原因。

 

結果

面板能源效率提升 7%，從 81% 提高到 88%
產量增加讓每年收入增加 101,400 美元

 

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