晶澳集团是世界知名的新能源企业和全球十大光伏制造商。上海晶澳太阳能科技有限公司（以下简称“上海晶澳”）是晶澳集团最早的太阳能光伏组件研发和生产基地。公司主要从事设计、生产和销售高性能太阳能光伏组件产品，及提供组件产品应用解决方案，技术领先行业3至6个月，是行业内领先的组件光伏制造商。公司获得授权专利46项，其中发明专利15项，实用新型专利31项。

　　一、背景情况

　　企业对组件输出功率测试值偏差的控制尤为重要，功率测试仪的计量是其中至关重要的环节。上海晶澳奉贤基地的IV测试仪采用美国Spire公司的太阳能模拟器，主要型号是2010年出厂的Spire-4600，为3A级太阳能模拟太阳光功率测试仪。

　　上海晶澳太阳能SpireIV测试仪在中国计量科学研究院的3A认证计量过程中出现的问题是3A中的光谱匹配度较差。光谱匹配度是太阳能模拟器的基础性能，模拟器在出厂初调时已经决定了它的光谱等级和频谱范围，后期维护及升级改造难度极大，且改造的性价比较低。此次在中国计量院来司进行3A计量前，设备技术人员对Fab1-2线Spire进行过多次光谱调试，采用更换反光背板及氙气灯管、清洁灯箱、清洁滤光片等方法，但光谱改善效果甚微。

　　上海晶澳太阳能Spire太阳能模拟器的重要性能指标——光谱匹配度不太理想，且随着使用年限的增加，灯箱箱体及光学滤光片的老化，光谱状况呈现逐越来越差的趋势。上海晶澳太阳能 Spire 太阳能模拟器频谱波段范围（400nm～1100nm），有待改善至（300nm～1200nm）。公司组件生产采用的电池片类型主要为JACM6PW-5，而此类电池片在300nm～1200nm波段内都有响应，对于组件功率提高及稳定有重要意义。

　　业内功率测试仪重复性测试标准，现在主流要求在0.3%左右。

　　对车间功率测试仪重复性进行测试（测试数据见表1），1车 间3号线差异仍超1%。相当多的机台测试水平不满足业内标准，偏差超过0.5%的机台都很多。

　　功率测试不稳定，容易导致组件功率在验货复测时出现较大偏差，同一挡位电池产出组件正态分布的离散度也越大。

　　以 156SK-60/PR 型组件为例，5.11W 电池片，奉贤平均功率为297.4W，合肥组件基地平均功率为296.9W，合肥组件功率离散度明显小于奉贤基地，如图1、图2所示。

　　平均功率相同，正态分布的离散度越大，产出低挡位组件的概率也就越大。

　　PERC电池片，由于对背面进行了一些处理，其在长波段，对光谱的响应强于普通电池片。奉贤基地后期订单可能会使用较多PERC电池。Spire测试波长范围为400nm～1100nm，小于目前主流的300nm～1200nm范围，对于PERC电池的测试，会引起较大的偏差。

　　二、技术措施

　　升级测试仪方案如下：

　　1.Plan A：在现有IV测试仪Spire基础上进行改造升级。改造升级可行性方案正在等待Spire代理商苏州钧信答复。

　　2.Plan B：DEMO新IV测试仪，新IV测试仪单台年度运维成本约3.5万元/台，而奉贤基地11台Spire运维成本约160.14万元/年，平均单台约14.56万元/年，导入新IV测试仪后单台年度IV测试仪可节省11.06万元。

　　3.提高组件功率测试稳定性，提高基地组件功率验货通过率。

　　4.降低同挡位电池功率产出测试离散度，减少低挡位组件的产出。

　　5.导入匹配测试机台可以减少低挡位组件的产出。每五个挡位电池，会有一个挡位电池有10%左右低功率组件产出，奉贤基地每天计划产出组件18000块，18000×10%×1/5×5W=1800W，约合人民币5500元，一年约合人民币200万 元，每台功率测试仪估计50万元～60万元，2～3年即可收回成本。

　　6.增加功率测试仪光谱匹配范围，提高组件功率测试的准确度，特别是对PERC等类型组件及后期会出现的新材料（白色EVA\反光焊带等）、新产品。

　　三、感受体会

　　本案例提供了一种计量改进的思路，在实际操作中应当通过更长期间的数据跟踪分析，以及改进后的数据比较分析、对其他工序的影响分析等更综合性的分析来提供整体的改进方案。另外，控制目标变量不仅取决于电池本身的效率，也可以用同样的思路选择对机台和现场作业人员操作过程的分析。

　　这个案例表明，通过测量设备计量确认、测量设备不确定度分析进行生产设备的工艺优化及成本改进是可行的，这为企业进行科学管理、实现集约化经营提供了一种科学而有效的方法，也有利于产业整体技术水平的不断改进，以及减低企业提升生产过程中的功率损失。