Minitab hjälper ledande solenergiföretag att öka energieffektiviteten och de årliga intäkterna med mer än 100 000 USD/år

Minitab®-kunden är ett av världens största företag inom solteknik och förnybar energi. I mer än 20 år har denna leverantör varit ledande när det kommer till solenergilösningar. Företaget strävar efter att leverera konkurrenskraftig och ren el till stora energiköpare och är stolta över sitt hållbarhetsarbete.

Kundens utmaning

På Solenergiföretagets kontor i Shanghai/Kina hade deras forsknings- och utvecklingschefen dykt på ett problem; hans team hade upptäckt att tjockleken på kiselnitirdsfilmerna i tillverkningsprocessen varierade oacceptablet mycket. De behövde kontrollera tjockleken på filmen för att förbättra solcellernas ytenergieffektivitetsnivåer och för att uppfylla intern standard. Den idealiska filmtjockleken ska vara mellan 77 - 87 nm.

I den inledande processen (bild ovan), fann teamet att filmtjockleken överskred den övre gränsen, vilket vi kan se i kontrolldiagrammet, och att det fanns problem med processen. Majoriteten av data föll över genomsnittet och processkapaciteten var relativt låg. Resultatet av detta blev att andelen defekter i den nuvarande processen var mycket hög.

Lösningen

Projektgruppen behövde analysera orsakerna till de stora variationerna i filmtjockleken och sålla bort potentiella orsaker till detta.

HITTA HUVUDORSAKEN I PRODUKTIONSLINJEN

Teamet ville undersöka om det var mätsystemet eller processfelen som orsakade avvikelserna i filmtjockleken. De använde Topcons produkttestplattform, en industristandardtestutrustning, för att mäta filmtjockleken och brytningsindex. Teamet använde sedan Minitabs Gage R&R mätsystemanalys för att se om variabiliteten orsakades av själva mätsystemet. Analysvärdet för mätningen, Gage R&R, är 9,16, vilket är mindre än 10 %, vilket indikerade att Topcons mätsystem uppfyllde kraven och därför inte orsakade problemen.

BENA UT MÖJLIGHETER MED MINITAB BRAINSTORMVERKTYG

Teamet fortsatte att leta efter möjliga påverkande faktorer och använde fiskbensdiagrammet (även känt som ett orsak-och-verkan-diagram) i Minitab Engage för att brainstorma. Baserat på fiskbensdiagrammet och team-ansvariges tidigare erfarenhet av detta, identifierade teamet två möjliga orsaker till att ett fel i utrustningen eller att ett processproblem kunde vara orsaken till de variationer som uppstått i kiselnitridfilmernas tjocklek:

• ·Frekvensen av hur ofta fjärilsventilen, vilken är en ventil som reglerar vätskeflödet, i beläggningsutrustningen rengörs·

• Ugnstemperaturen och kislets position i ugnen

Först undersökte teamet ifall rengöringen av fjärilsventilen i beläggningsutrustningen var ett problem. Teamet skapade ett tvåprovs t-test i Minitab för att bekräfta om frekvensen av rengöring av fjärilsventilen hade en betydande skillnad för filmtjockleken.

Efter analysen fann teamet att p-värdet var mindre än 0,05. Det innebär att det var en betydande skillnad i filmtjockleken före och efter att fjärilsventilen rengjordes. Alltså har rengöringsfrekvensen av fjärilsventilen en betydande effekt på filmtjockleken. Eureka!

För att testa den andra möjliga orsaken till varierande filmtjocklek använde projektgruppen Minitabs regressionsanalys för att undersöka om temperaturen och positionen för kislet i ugnen kunde vara andra viktiga faktorer.

RESULTATET

Med hjälp av Minitabs kapacitetsanalys och kontrolldiagram identifierade teamet de villkor som behövdes för att producera den idealiska kiselnitridfilmtjockleken:

• Fjärilsventiler bör rengöras två gånger om dagen.
• Bestämda ugnstemperaturer. Undersökningen visade att de idealiska temperaturinställningarna för de tre respektive ugnspositionerna var 500°C/932°F för ugnens mynning, 480°C/896°F för mitten och 472°C/881°F för botten av ugnen

Med hjälp av Minitabs kraftfulla statistiska analys kunde teamet vidta mycket riktade och korrekta åtgärder. "Tidigare använde vi kontinuerliga blindtester, men nu kan vi äntligen testa våra hypoteser kvantitativt. Minitab har hjälpt oss oerhört mycket", sa teamchefen. "Under de olika stadierna av upptäckt, hypotestestande, bekräftelse och problemlösning, har Minitab Statistical Software inte bara visat sig förkorta tiden att lösa problem på, utan även ökat våra teammedlemmars självförtroende när det kommer till egna slutsatser och att ta beslut."