專利名稱：太陽能電池模塊用端子盒的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能電池模塊用端子盒，其以防止因逆流電流導致的太陽能電池単體的破壞為目的，具有使太陽能電池輸出旁通的反向負載時旁通用的旁通ニ極管。
背景技術：
在太陽能發電系統中，來自鋪設在住宅的屋頂上的多個太陽能電池模塊的直流電力通過逆變器等向各電子產品供給。多個太陽能電池模塊成為經由配置在各太陽能電池模塊的里側的太陽能電池模塊用端子盒(以下簡稱為端子盒)串聯連接的結構。作為以往的端子盒，已知有具有多張端子板和反向負載時旁通用的旁通ニ極管的 結構，上述多張端子板并列設置在框體的內部，一端與從太陽能電池模塊的里面側引出的輸出引線連接，另一端與模塊連結線纜連接；上述旁通ニ極管架設在各端子板間。在太陽能電池模塊中，當一部分的太陽能電池単體處于陰影中，太陽光不能照射到而處于未發電狀態時，從發電狀態的太陽能電池單體向該未發電狀態的太陽能電池單體流動反向的電流，存在破壞電池單體的危險。為防止這樣的逆流電流導致的太陽能電池單體的破壞，通常，連接被稱為旁通ニ極管的用于防止逆流電流的ニ極管。該旁通ニ極管在電流以迂回未發電狀態的太陽能電池単體的方式流過時發熱。而且，在不能充分地對該熱量進行散熱的情況下，存在超過額定溫度而損壞的危險。另ー方面，在將太陽能電池模塊設置在住宅屋頂上等的情況下，通常使用安裝部件安裝在架臺上，但在太陽能電池模塊的里側，設置有用于保護上述的旁通ニ極管和連接端子不受外部環境影響的端子盒。在端子盒內，架設在并列設置的多個端子板間的旁通ニ極管通常為以下結構。即，旁通ニ極管由具有基于PN結的整流功能的密封部和從該密封部伸出的2個腿部電極構成，由鄰接的2個端子板中的ー個端子板支承密封部，并且將腿部電極中的一個與該端子板連接，使腿部電極中的另ー個向另ー個端子板側伸出并將兩端子板間橋接(例如，參照專利文獻I)。現有技術文獻專利文獻I :日本特開2006-269803號公報根據上述現有技術，旁通ニ極管的發熱的密封部的下表面被金屬制的端子板支承，因此，能夠通過該端子板向外部散熱。但是，在上述現有技術中，能夠散熱的熱量還不充分，尤其是熱量不能夠從密封部的上表面散熱，所以要求改善。
發明內容
本發明是鑒于上述情況而研發的，其目的在于提供一種旁通ニ極管產生的熱量能夠從旁通ニ極管的密封部的上下主面高效地散熱的太陽能電池模塊用端子盒。為解決上述課題并實現目的，本發明的太陽能電池模塊用端子盒是構成太陽能電池模塊的輸出部的端子盒，其特征在于，具有固定在所述太陽能電池模塊上的盒主體；并列設置在盒主體內且連接從太陽能電池模塊延伸的輸出引線及向外部延伸的外部線纜的至少2個熱傳導性好的端子板；由樹脂密封的密封部和從所述密封部延伸的腿部電極構成且將端子板間橋接的多個反向負載時旁通用的整流元件；在盒主體底面上擴展且搭載有整流元件的熱傳導性好的散熱板，端子板和散熱板夾著整流元件的密封部。發明的效果根據本發明，具有在盒主體底面上擴展地設置的熱傳導性好的散熱板；連接從太陽能電池模塊延伸的輸出引線及向外部延伸的外部線纜(模塊連結線纜)的熱傳導性好的端子板，反向負載時旁通用的整流元件(旁通ニ極管)的密封部被夾在該散熱板和端子板之間，因此，熱量能夠從密封部的下表面通過散熱板高效地向太陽能電池模塊散熱，并且熱量能夠從密封部的上表面通過端子板高效地向輸出引線及外部線纜散熱，從而發揮作為整體能夠充分散熱的效果。
圖I是表示使用了本發明的實施方式I的太陽能電池模塊用端子盒的太陽能電池模塊的立體圖。圖2是從里面側觀察配置有本發明的實施方式I的太陽能電池模塊用端子盒的太陽能電池模塊的立體圖。圖3是拆下蓋體的端子盒的立體圖。圖4是拆下蓋體及端子板的端子盒的立體圖。圖5是拆下蓋體的端子盒的主視圖。圖6是沿圖5的E-E線觀察的剖視圖。圖7是沿圖5的F-F線觀察的剖視圖。圖8是整流元件(旁通ニ極管)的主視圖。圖9是示意地表示端子盒周圍的連接狀態的的電路圖。圖10是拆下了本發明的實施方式2的太陽能電池模塊用端子盒的蓋體及端子板的端子盒的主視圖。圖11是沿圖10的G-G線觀察的剖視圖。圖12是放大表示圖11的J部分的縱剖視圖。圖13是拆下了本發明的實施方式3的太陽能電池模塊用端子盒的蓋體及端子板的端子盒的主視圖。圖14是沿圖13的H-H線觀察的剖視圖。圖15是放大表示圖14的K部分的縱剖視圖。
具體實施例方式以下，基于附圖詳細說明本發明的太陽能電池模塊用端子盒的實施方式。此外，本發明不限于本實施方式。實施方式I圖I是表示使用了本發明的實施方式I的太陽能電池模塊用端子盒的太陽能電池模塊的立體圖。圖2是從里面側觀察配置有本發明的實施方式I的太陽能電池模塊用端子盒的太陽能電池模塊的立體圖。太陽能電池模塊100由以下部分構成串聯連接的多個太陽能電池単體12 ;通過透光性高的前面蓋罩部件和抗氣候性優良的里面蓋罩部件14以及封入其中的樹脂保護該太陽能電池單體12的結構體；支承該結構體的矩形框狀的鋁制的支架13 ;安裝在里面蓋罩部件14且構成太陽能電池模塊100的輸出部的太陽能電池模塊用端子盒(以下簡稱為端子盒)20。端子盒20具有構成外殼的大致箱狀的框體。該框體還由盒主體20A和蓋體20B構成。大致板狀的蓋體20B封閉一面開放的大致長方體箱狀的盒主體20A的開放面。而且，在框體的內部收納有太陽能電池模塊100的輸出部。在該輸出部上，以取出太陽能電池模塊100的輸出為目的，或以與其他太陽能電池模塊連接為目的，連接有向外部延伸的模塊連結線纜(外部線纜)16a、16b。圖3是拆下了蓋體20B的端子盒20的立體圖。圖4是拆下了蓋體20B及端子板的端子盒20的立體圖。圖5是拆下了蓋體的端子盒的主視圖。圖6是沿圖5的E-E線觀察的剖視圖。圖7是沿圖5的F-F線觀察的剖視圖。圖8是整流元件(旁通ニ極管)的主視圖。圖9是示意地表示端子盒周圍的連接狀態的電路圖。盒主體20A呈大致長方體箱狀，具有底面及包圍其四面的側面，并在內部收納有·輸出部4。在盒主體20A的底面的圖示上側的角部，沿著邊形成有矩形的引線引入口 20a。經由該引線引入口 20a，插入從太陽能電池単體12的內部伸出的未圖示的輸出引線。輸出引線具體為表面鍍有軟釬料的銅扁線。另ー方面，在引線引入口 20a的相反側的側面，形成有用于引出模塊連結線纜16a、16b (未圖示)的線纜引出孔20b、20c。輸出部4由如下部分構成配置在盒主體20的底面上的3張散熱板9A、9B、9C ;反向負載時旁通用的3個旁通ニ極管(以下簡稱為ニ極管)8A、8B、8C ;連接外部電線的4張端子板1A、1B、1C、1D。3張散熱板9A、9B、9C由熱傳導性好的材料制作，在盒主體20的底面的大致整個面上擴展，經由盒主體20的底面與太陽能電池模塊100 (未圖示)相對(圖4)。在這3張散熱板9A、9B、9C上搭載有3個ニ極管8A、8B、8C。另外，突出設置于盒主體20A的底面上的突起7A、7B、7C、7D貫通散熱板9A、9B、9C并向盒主體20A內突出。4張端子板1A、1B、1C、1D由熱傳導性好的材料制作，在其上穿設的安裝孔中插入突起7A、7B、7C、7D，并被突起7A、7B、7C、7D固定。端子板1A、1B、1C、1D相互平行地沿圖示左右方向并列地配置，分別呈沿圖示上下方向延伸的縱長形狀。在各個端子板1A、1B、1C、1D的圖示上端，設置有引線連接部la，該引線連接部Ia與經由引線引入口20a插入的輸出引線焊接接合。在該引線連接部Ia上，分別接合有從串聯連接的多個太陽能電池單體12的一端延伸的輸出引線(圖5、圖9)。另ー方面，在4張端子板1A、1B、1C、1D中，在圖示左右端的2張端子板1A、1D的圖示下端，設置有與模塊連結線纜16a、16b壓接接合的線纜連接部Ib (圖5、圖9)。ニ極管8A、8B、8C相對于4張端子板1A、1B、1C、1D的排列，在與該排列正交的方向上交替往復地相互分離配置。即，ニ極管8A、8B、8C相對于端子板1A、1B、1C、ID的排列方向，在與該排列正交的方向上以交錯狀分離配置。而且，ニ極管8A、8B、8C被夾在散熱板9A、9B、9C和端子板1A、IB、ID之間。ニ極管8A如圖8所示那樣由通過絕緣樹脂材料對半導體元件進行了樹脂密封的密封部8a和從該密封部8a延伸的腿部電極8b、8c構成。密封部8a呈矩形偏平狀，為提高散熱性，在一個主面露出散熱器。其他的2個ニ極管8b、8c也具有同樣的結構。而且，ニ極管8A、8B、8C使密封部8a的一個主面(下表面)分別與散熱板9A、9B、9C面接觸而被搭載在散熱板9A、9B、9C上，使密封部8a的另ー個主面(上表面)與端子板
IA、IB、ID面接觸而被夾在兩者之間。ニ極管8A、8B、8C具有基于PN結的整流功能，2個腿部電極8b、8c分別成為N極和P扱。而且，通過2個腿部電極8b、8c，跨過端子板間進行橋接。S卩，在該ニ極管8A、8B、8C中，由鄰接的2個端子板中的ー個端子板支承密封部8a，并且將腿部電極中的一方與該端子板連接，使腿部電極中的另一方向著另ー個端子板側延伸并對兩端子板間進行橋接。ニ極管8A對端子板IA和端子板IB之間進行橋接來防止兩者間流動的逆電流。ニ極管SB對端子板IB和端子板IC之間進行橋接來防止兩者間流動的逆電流。ニ極管SC對端子板IC和端子板ID之間進行橋接來防止兩者間流動的逆電流(圖9)。如上所述，在本實施方式的太陽能電池模塊用端子盒中，具有固定在太陽能電池 模塊100上的盒主體20A ;并列設置在盒主體20A內且連接從太陽能電池模塊100延伸的輸出引線及向外部延伸的模塊連結線纜16a、16b的4張熱傳導性好的端子板1A、1B、1C、1D ；由樹脂密封了的密封部8a和從該密封部8a延伸的腿部電極8b、8c構成且分別對4張端子板1A、1B、1C、1D間進行橋接的多個反向負載時旁通用的ニ極管8A、8B、8C ;在盒主體20A的底面上擴展地設置且搭載ニ極管8A、8B、8C的熱傳導性好的散熱板9A、9B、9C，端子板1A、
IB、ID和散熱板9A、9B、9C在上下方向上夾著ニ極管8A、8B、8C。在這樣構成的太陽能電池模塊用端子盒中，具有在盒主體20A的底面上擴展地設置的熱傳導性好的散熱板9A、9B、9C ;連接從太陽能電池模塊100延伸的輸出引線及向外部延伸的模塊連結線纜16a、16b的熱傳導性好的4張端子板1A、1B、1C、1D,作為反向負載時旁通用而設置的ニ極管8A、8B、8C的密封部8a被夾在散熱板9A、9B、9C和端子板1A、1B、1D之間，所以，能夠從密封部8a的下表面經由散熱板9A、9B、9C高效地向太陽能電池模塊100散熱，并且能夠從密封部8a的上表面經由端子板1A、1B、1D高效地向輸出引線及模塊連結線纜16a、16b散熱，所以，作為整體能夠充分散熱。另外，ニ極管8A、8B、8C以相互間的距離充分分離的方式，相對于端子板1A、1B、
IC、ID的排列方向，在與排列正交的方向上以交錯狀分離配置，因此，從各ニ極管8A、8B、8C向端子板1A、IB、ID傳導的熱量不會集中滯留在ー個位置。此外，以提高絕緣性為目的，有時在盒主體20A內的收納輸出部的空間中填充灌封材料(熱傳導性絕緣樹脂)，通過填充灌封材料，熱量能夠從密封部8a的上表面經由端子板1A、1B、1C、1D高效地向該灌封材料散熱，因此作為整體能夠散熱更充分。此外，在本實施方式中，是4張端子板1A、1B、1C、ID和3個ニ極管8A、8B、8C，但只要是最低具有2張端子板和I個ニ極管的端子盒，就能夠使用本實施方式。實施方式2圖10是拆下了本發明的實施方式2的太陽能電池模塊用端子盒的蓋體及端子板的端子盒的主視圖。圖11是沿圖10的G-G線觀察的剖視圖。圖12是放大表示圖11的J部分的縱剖視圖。本實施方式的散熱板9B在線纜引出孔20b、20c側的端部具有截面彎曲成S字形而形成的散熱片9a。其他結構與實施方式I相同。根據這樣構成的太陽能電池模塊，散熱板9B的熱量通過散熱片9a高效地發散。由此，由ニ極管8B產生的熱量向散熱板9B傳遞并經由散熱片9a高效地散熱。因此，作為整體能夠散熱更充分。此外，散熱片9a也可以設置在其他2個散熱板9A、9C上。實施方式3圖13是拆下了本發明的實施方式3的太陽能電池模塊用端子盒的蓋體及端子板的端子盒的主視圖。圖14是沿圖13的H-H線觀察的剖視圖。圖15是放大表示圖14的K部分的縱剖視圖。本實施方式的端子板IB在引線連接部Ia的相反側的端部具有截面彎曲成波狀而形成的散熱片lc。其他結構與實施方式I相同。根據這樣構成的太陽能電池模塊，端子板IB的熱量通過散熱片Ic高效地發散。由此，由ニ極管8B產生的熱量向端子板IB傳遞并經由散熱片Ic高效地散熱。因此，作為整體能夠散熱更充分。此外，散熱片Ic也可以設置在與ニ極管8A、8C接觸的其他2片端子板1A、1D 上。此外，上述實施方式I至3的端子板1A、1B、1D單純地與ニ極管8A、8B、8C的密封部8a面接觸，但端子板1A、IB、ID的面接觸的部分也可以具有弾性，并帶有規定的推壓カ地·與端子板1A、1B、1D接觸。具體來說，例如，可以使端子板的整體彎曲，使接觸的部分成為局部切起的形狀等，由此實現。由此，能夠得到可靠的接觸，并提高散熱效果。エ業實用性以上，本發明的太陽能電池模塊用端子盒適合用于具有使太陽能電池輸出旁通的反向負載時旁通用的整流元件的太陽能電池模塊用端子盒，尤其是最適合用于搭載有發熱量大的旁通用整流元件的結構。附圖標記的說明1A、1B、1C、1D 端子板Ia輸出引線連接部Ib線纜連接部Ic散熱片4輸出部7A、7B、7C、7D 突起8A.8B.8C旁通ニ極管(整流元件)8a密封部8b、8c腿部電極9A、9B、9C 散熱板9a散熱片12太陽能電池單體13 支架14里面蓋罩部件16a、16b模塊連結線纜(外部線纜)20端子盒20A盒主體20B 蓋體20a引線引入口20b,20c線纜引出孔
100太陽能電池模塊
權利要求
1.一種太陽能電池模塊用端子盒，該太陽能電池模塊用端子盒是構成太陽能電池模塊的輸出部的端子盒，其特征在于，具有 固定在所述太陽能電池模塊上的盒主體； 并列設置在所述盒主體內且連接從所述太陽能電池模塊延伸的輸出引線及向外部延伸的外部線纜的至少2個熱傳導性好的端子板； 由被樹脂密封了的密封部和從所述密封部延伸的腿部電極構成且對所述端子板間進行橋接的多個反向負載時旁通用的整流元件； 在所述盒主體底面上擴展地設置且搭載有所述整流元件的熱傳導性好的散熱板， 所述端子板和所述散熱板夾著所述整流元件的所述密封部。
2.如權利要求I所述的太陽能電池模塊用端子盒，其特征在于， 所述端子板并列設置3個以上， 所述整流元件在相鄰的所述端子板間分別設置I個， 多個所述整流元件相對于所述端子板的排列，在與所述排列正交的方向上交替往復地分尚配置。
3.如權利要求I或2所述的太陽能電池模塊用端子盒，其特征在于，所述端子板具有形成為波狀的散熱片。
4.如權利要求I 3中任一項所述的太陽能電池模塊用端子盒，其特征在于，所述散熱板具有形成為波狀的散熱片。
5.如權利要求I 4中任一項所述的太陽能電池模塊用端子盒，其特征在于，還具有填充在所述盒主體內的熱傳導性絕緣樹脂。
6.如權利要求I 5中任一項所述的太陽能電池模塊用端子盒，其特征在于，所述端子 板具有彈性部，該彈性部具有規定的推壓力地與所述整流元件的所述密封部接觸。
全文摘要
本發明的太陽能電池模塊用端子盒具有在盒主體(20A)的底面上擴展地設置的熱傳導性好的散熱板(9A、9B、9C)；對從太陽能電池模塊(100)延伸的輸出引線及向外部延伸的模塊連結線纜(16a、16b)進行連接的熱傳導性好的4張端子板(1A、1B、1C、1D)。作為反向負載時旁通用設置的二極管(8A、8B、8C)的密封部(8a)被夾在散熱板(9A、9B、9C)和端子板(1A、1B、1C、1D)之間。熱量能夠從密封部(8a)的下表面通過散熱板(9A、9B、9C)高效地向太陽能電池模塊(100)散熱，另外，熱量能夠從密封部(8a)的上表面通過端子板(1A、1B、1C、1D)高效地向輸出引線及模塊連結線纜(16a、16b)散熱。
文檔編號H01L31/042GK102804396SQ20098016003
公開日2012年11月28日 申請日期2009年6月25日 優先權日2009年6月25日
發明者中園慎治 申請人:三菱電機株式會社