CN102388461A

CN102388461A - 太阳能电池模块用的端子箱及使用了该端子箱的太阳能电池模块

Info

Publication number: CN102388461A
Application number: CN2010800158551A
Authority: CN
Inventors: 山下满雄; 内田幸贵
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: US9184695B2; WO2011001975A1; EP2450962A4; JPWO2011001975A1; EP2450962A1; CN102388461B; JP5295370B2; US20120048338A1; EP2450962B1

Abstract

本发明提供一种对正极和负极进行电隔离，减少短路的发生的高可靠性的太阳能电池模块用的端子箱及使用了该端子箱的太阳能电池模块。太阳能电池模块用的端子箱(11)收纳用于将来自太阳能电池面板(6)的输出向外部取出的端子(14a、14b)，其中，所述端子箱(11)包括容器(12)和覆盖该容器(12)开口部的盖体(13)，所述容器(12)具备：第一区域(12a)，其配置有与所述太阳能电池面板(6)的第一输出导体(8a)连接的第一端子(14a)；第二区域(12a)，其配置有与所述太阳能电池面板(6)的第二输出导体(8b)连接的第二端子(14b)；隔壁部(16)，其以分隔所述第一区域(12a)和所述第二区域(12b)的方式设置，且在所述容器(12)的开口面上具有槽(17)，其中，所述盖体(13)具有被收容在所述槽(17)中的突起部(18)。

Description

太阳能电池模块用的端子箱及使用了该端子箱的太阳能电池模块

技术领域

本发明涉及太阳能电池模块用的端子箱及使用了该端子箱的太阳能电池模块。

背景技术

以往，以减少制造端子箱所需的作业工时和作业时间为目的，或者以抑制在端子箱与向端子箱填充的树脂之间的界面上产生的毛细管现象引起的水分进入端子箱内的情况为目的，而提出有一种未进行基于树脂的密封(以下，称为无灌封)端子箱(例如专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004-63651号公报

然而，专利文献1所记载的端子箱中，当外部气温下降时，端子箱内的空气中含有的水分凝结，端子箱内被水膜覆盖，有可能会发生短路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少短路的发生的高可靠性的太阳能电池模块用的端子箱及使用了该端子箱的太阳能电池模块。

本发明的太阳能电池模块用的端子箱收纳用于将来自太阳能电池面板的输出向外部取出的端子，其中，所述端子箱包括容器和覆盖该容器的开口部的盖体，所述容器具备：第一区域，其配置有与所述太阳能电池面板的第一输出导体连接的第一端子；第二区域，其配置有与所述太阳能电池面板的第二输出导体连接的第二端子；隔壁部，其以分隔所述第一区域和所述第二区域的方式设置，且在所述容器的开口面上具有槽，其中，所述盖体具有被收容在所述槽中的突起部。

本发明的太阳能电池模块具备：上述的太阳能电池模块用的端子箱；具有与该端子箱的所述第一端子电连接的第一输出导体及第二输出导体的太阳能电池面板。

[发明效果]

根据本发明的太阳能电池模块用的端子箱及太阳能电池模块，以收容在将配置有第一端子及第二端子的第一区域及第二区域隔离的隔壁部的槽部内的方式配置盖体的突起部，因此在第一端子与第二端子之间，能够较大地确保爬电距离和空间距离。其结果是，无需端子箱自身的大型化和基于树脂的气密密封，而容易确保第一端子与第二端子的绝缘，从而能够减少短路或漏电痕迹的发生。

附图说明

图1是表示本发明的太阳能电池模块的一实施方式的图，(a)是表示太阳能电池模块的层叠结构的分解立体图，(b)是太阳能电池模块的剖视图。

图2是表示本发明的端子箱的一实施方式的图，(a)是表示在构成端子箱的容器上安装盖体的情况的分解立体图，(b)是端子箱的立体图。

图3是图2(b)的A-A’线的剖视图，(a)是用于说明爬电距离的图，(b)是用于说明空间距离的图。

图4(a)是图2(b)的B-B’线的剖视图，(b)是图2(a)的C部的放大立体图。

图5是表示本发明的端子箱的另一实施方式的剖视图。

图6是表示本发明的端子箱的另一实施方式的剖视图。

图7是表示本发明的端子箱的另一实施方式的剖视图。

图8是表示本发明的端子箱的另一实施方式的剖视图。

图9是表示本发明的端子箱的盖体的实施方式的立体图。

图10是表示本发明的端子箱的另一实施方式的分解图。

图11是表示本发明的端子箱的另一实施方式的分解图。

图12是表示本发明的端子箱的容器的实施方式的图。

图13是表示本发明的端子箱的盖体的实施方式的图。

具体实施方式

在图1中，太阳能电池模块X具备太阳能电池面板6和用于将太阳能电池元件3发电的电力向外部取出的端子箱11，其中该太阳能电池面板6将透光性基板1、受光面侧填充件2、由多个太阳能电池元件3构成的多个太阳能电池元件排(太阳能电池矩阵3’)、非受光面侧填充件4及背面保护件5依次层叠而成。

作为透光性基板1，例如使用玻璃、或由聚碳酸酯树脂等合成树脂构成的基板。玻璃使用白板玻璃(例如石英玻璃)、强化玻璃、白板强化玻璃、红外线反射玻璃等。从耐久性的观点出发，优选厚度3mm～5mm左右的白板强化玻璃。另一方面，在使用由聚碳酸酯树脂等合成树脂构成的基板时，厚度优选为5mm左右。

受光面侧填充件2及非受光面侧填充件4例如由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(以下，将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物简称为EVA)构成，以厚度0.4～1mm左右的片状的方式使用。它们通过在减压下利用层压装置进行加热加压，发生热粘而与其他部件进行一体化。在受光面侧填充件2中，优选使用透明的EVA。而且，在非受光面侧填充件4中虽然也可以使用透明的EVA，但除此之外，也可以对应于太阳能电池模块的周围的设置环境而使EVA含有氧化钛或颜料等，由此被着色成白色等。

太阳能电池元件3例如使用厚度0.3～0.4mm左右的单晶硅或多晶硅基板等。而且，作为此种硅基板以外的方式，可以选择由层叠在透光性基板上而成的非晶硅等构成的薄膜系、或CIGS等化合物系的方式。也可以在太阳能电池元件3的内部形成PN结，并在其受光面和非受光背面上分别设置电极，而且在受光面上设置防反射膜。作为太阳能电池元件3的尺寸，例如在多晶硅的情况下，约为100～150mm见方左右。此种太阳能电池元件3通过连接配线7串联或并联地电连接而构成直线状的太阳能电池串。而且，太阳能电池串通过连接配线7’电连接成俯视下为矩阵状而构成太阳能电池矩阵3’。

连接配线7、7’只要能够将太阳能电池元件3彼此电连接即可，形状及材质等并未特别限定。例如优选将在厚度0.1mm左右、宽度2mm～4mm左右的铜箔的整面进行了焊料涂层后的材料切断成规定的长度，并在太阳能电池元件3的电极上等进行钎焊的方式。

背面保护件5具有减少水分向太阳能电池面板的内部、例如太阳能电池元件3、受光面侧填充件2及非受光面侧填充件4进入的功能。作为背面保护件5，例如使用夹持有铝箔的具有耐气候性的氟系树脂片、或者对氧化铝或二氧化硅进行了蒸镀后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片等。

太阳能电池面板6具有用于将来自太阳能电池元件3(太阳能电池矩阵3’)的输出向外部取出的输出导体8(第一输出导体8a和第二输出导体8b)。该输出导体8具有将太阳能电池元件3所发电的电力向端子箱1传导的功能。此种输出导体8只要能够实现电连接即可，形状及材质等并未特别限定。例如优选将在厚度0.1mm左右、宽度2mm～4mm左右的铜箔的整面进行了焊料涂层后的材料切断成规定的长度，将一端部钎焊在连接配线7’上并将另一端部钎焊在端子箱的端子上的方式。而且，输出导体8从设置在背面保护件5的规定的位置上的开口部，朝向端子箱1引出。

将透光性基板1、受光面侧填充件2、太阳能电池矩阵3’、非受光面侧填充件4及背面保护件5重叠，设置在层压装置上，在50～150Pa左右的减压下且在100至200℃左右的温度下加热并加压15～60分钟左右，由此进行一体化而得到此种太阳能电池面板6。然后，通过在太阳能电池面板6的非受光面侧、具体而言在背面保护件5上安装端子箱1而制作出太阳能电池模块X。

本发明的一实施方式是收纳端子的太阳能电池模块用的端子箱，该端子用于将来自太阳能电池面板的输出向外部取出，所述端子箱由容器和覆盖该容器开口部的盖体构成，所述容器具备第一区域、第二区域及隔壁部，在该第一区域配置有与所述太阳能电池面板的第一输出导体连接的第一端子，在该第二区域配置有与所述太阳能电池面板的第二输出导体连接的第二端子，该隔壁部以分隔所述第一区域和所述第二区域的方式设置且在所述容器的开口面上具有槽，所述盖体具有被收容在所述槽中的突起部。

例如图2(a)所示，端子箱11包括具有开口部(凹部)的容器12和覆盖该开口部的盖体13。容器12还具有第一端子14a及第二端子14b、连接器15。容器12收纳第一端子14a及第二端子14b等。容器12包括配置第一端子14a的第一区域12a和配置第二端子14b的第二区域12b，在第一区域12a与第二区域12b之间设有隔壁部16。在本实施方式中，隔壁部16在容器12的俯视下，以分隔第一区域12a和第二区域12b的方式配置。而且，在隔壁部16的顶面(开口面上)形成有槽17。容器12由具有绝缘性的材料形成，例如由树脂、或表面被橡胶等绝缘材料覆盖的铝压铸件等构成。作为树脂材料，例如列举有改性聚苯醚树脂(改性PPE树脂)、聚苯醚树脂(PPO树脂)、ABS树脂等。而且，从提高对紫外线等的耐光性的观点出发，优选在此种树脂材料中混合黑色的颜料或将容器12的外周面着色成黑色。而且，容器12使用粘结材料等而将底面侧安装在太阳能电池面板6的非受光面侧的规定的位置。容器12的尺寸和形状根据安装的太阳能电池模块的尺寸而适当决定即可。例如在太阳能电池模块为0.3×0.3[m²]～3×3[m²]时，使用一边为5～15cm左右、厚度为1～5cm左右的俯视为正方形或长方形状等矩形形状的容器12。从在容器12内表面上凝结容易分散气化的观点出发，容器12内表面的表面性状的算术平均表面粗糙度Ra优选设定成大于5μm。从容易隔断端子14a、14b之间的凝结引起的导通的观点出发，优选对容器12内表面实施涂氟等的疏水加工处理。在本实施方式中，隔壁部16及槽17以到达容器12中对置的两个内侧壁的方式设置。由此，能够更可靠地进行第一区域12a与第二区域12b之间的分隔。

第一端子14a及第二端子14b具有彼此不同的极性，例如若第一端子14a为正极，则第二端子14b为负极。此时，在第一端子14a上电连接有从太阳能电池面板6引出的第一输出导体8a，在第二端子14b上电连接有第二输出导体8b。第一端子14a及第二端子14b由铜、磷青铜、黄铜等构成，具有向输出导体8及连接器15连接的连接部，分别配置在容器12的第一区域12a及第二区域12b。连接器15用于将太阳能电池面板6发电的电力与外部的负载连接。在本实施方式的端子箱11中，盖体13的突起部18以收容在隔壁部16的槽17内的方式配置，该隔壁部16对具有彼此不同的极性的第一端子14a及第二端子14a所配置的第一区域12a及第二区域12b进行分隔。因此，如图3(a)及图3(b)所示，能够较大地确保第一端子14a与第二端子之间的爬电距离和空间距离。即，在本实施方式中，由于在对第一区域12a和第二区域12b进行划分的隔壁部16的内部(具体而言是槽7内)收容突起部18，因此例如图3(a)所示，爬电距离包括突起部18的周面。因而，与未形成突起部18的平坦的盖体相比，本实施方式中的上述爬电距离增大。由此，在端子箱11中，无需端子箱自身的大型化或树脂的气密密封，而容易确保第一端子14a与第二端子14b的绝缘，从而能够减少短路或漏电痕迹的发生。需要说明的是，第一端子14a及第二端子14b与第一输出导体8a及第二输出导体8b的电连接除了钎焊接合以外，也可以如图4(a)所示，拧入螺钉19，在弹簧20与端子4之间进行夹持固定。此时，如图4(b)所示，输出导体的前端8c穿过弹簧20而能够视觉辨认，由此能够防止操作失误。如此，通过使输出导体8挠曲配置，即使在容器12内对树脂进行气密密封，也不会受到该树脂的妨碍而能够改变输出导体8的挠曲的曲率，因此能够减少与热膨胀·热收缩相伴的热应力施加给输出导体8等的情况，从而减少输出导体8的断裂、或输出导体8与端子之间的电接触不良的发生。

如上所述，盖体13与容器12的底面对置，以覆盖容器12的开口部的方式配置。而且，在盖体13上形成有突起部18。并且，该突起部18以收容在容器12的槽17中的方式配置。

此外，在本实施方式中，所述容器从所述开口面观察时为矩形形状，所述隔壁部及所述槽以分别到达所述容器的对置的两个内侧壁的方式延伸设置。而且在本实施方式中，所述突起部以分别到达所述对置的两个内侧壁的方式延伸设置。例如，突起部18延伸设置在盖体13的一端部及另一端部，容器12为矩形形状，突起部18以到达两个对置的内侧壁的方式配置。由于形成为此种结构，而凝结后的水分难以移动。而且，从能够进行容器12和盖体13的固定且容易进行拆装的观点来说，例如图9及图10所示，优选在突起部18的至少一端部侧或另一端部侧具备卡合片23，且在容器12的内侧壁上形成与卡合片23对应的卡合部23’。盖体13也可以利用粘结、嵌合或螺钉等相对于容器12固定。盖体13与容器12同样地具有绝缘性，通常形成与容器12同样的材料。

而且，在本实施方式中，所述突起部设置多个。例如，图5中，端子箱21在设有多个突起部18的点上与端子箱11不同。根据此种方式，能够进一步增大爬电距离，因此更容易确保第一端子14a与第二端子14b的绝缘。关于槽17的宽度与多个突起部18的间隔的宽度的关系，若槽17的宽度宽且突起部18的间隔的宽度窄，则能够将多个突起部18配置在槽17的内部，因此能够进一步增大爬电距离。具体而言，槽17的宽度优选为2mm以上，以免突起部18与隔壁部16发生接触，考虑到避免水滴在突起部18之间连接导通的情况，而突起部18的间隔的宽度优选为2mm以上。关于槽17的宽度与突起部18的厚度的关系，若槽17的宽度宽且突起部18的厚度薄，则能够将多个突起部18配置在槽17的内部，因此能够进一步增大爬电距离。具体而言，考虑到避免在隔壁部16之间连接导通的情况，而槽17的宽度优选为2mm以上，考虑到避免与隔壁部16的不必要的接触，而突起部18的厚度优选为0.2～1mm。

此外，在本实施方式中，所述突起部的前端部与所述槽的底面进行接触。例如，图6的端子箱31在突起部18的前端部与槽17的底面接触的点上与端子箱11不同。根据此种方式，能够最大限度地增大突起部18的高度，因此能够增大爬电距离。需要说明的是，突起部18也可以是前端棱线部整体与槽17的底面进行接触。关于槽17的深度和突起部18的高度，突起部18的高度以槽17的深度的一半以上为目标，具体而言，优选槽17的深度为20mm以上，突起部18的高度为10mm以上，在容器12与盖体13的气密密封的观点、进行双方的端子间的隔离的观点上，最优选槽17的深度与突起部18的高度大致相同。

此外，在本实施方式中，在所述槽的底面上配置有弹性部件，所述突起部的前端部与所述弹性部件进行接触。例如，图7的端子箱41在突起部18的前端部与配置在槽17的底面上的弹性部件24进行接触的点上与端子箱11不同。该弹性部件24具有绝缘性，例如优选弹性体系树脂，例如，作为弹性体树脂，列举有硅系橡胶、聚氨酯系树脂、环氧树脂等。根据此种方式，能够减少突起部18因与凹部的底面的冲击而破损的情况，并且能够增大爬电距离。通过此种弹性部件24，能够提高第一区域12a与第二区域12b之间的气密性。

另外，在本实施方式中，太阳能电池模块用的端子箱与太阳能电池面板的非受光面进行接合。所述容器由于在底面侧与所述太阳能电池面板接合，因此能够容易在盖侧13积存水。此外，所述盖体在所述突起部与所述隔壁部之间具有与外部连通的贯通孔。例如，图8的端子箱51与端子箱11的不同之处在于，盖体13在隔壁部16与突起部18之间形成有与外部连通的贯通孔22。根据此种方式，能够将因空气的凝结等而在容器12内产生的水经由贯通孔22向外部排水，因此能够减少因水分引起的短路等的发生。而且，在第一端子14a及第二端子14b被划分的区域内，具体而言，以连通隔壁部16的槽17内和外部的方式形成贯通孔22，因此即使尘埃等从外部经由贯通孔22进入，也能够抑制尘埃等向设有各端子的区域的移动。其结果是，能够减少因尘埃等产生的漏电痕迹现象的发生。在容易将凝结水从端子箱11内向外部排出的观点上以及来自外部的尘埃难以进入端子箱11内的观点上，贯通孔22的形状优选为直径从内向外变小的圆锥形形状。具体而言，若贯通孔22的直径设计在2～10mm的范围内，则能够减少水在表面张力的作用下留在贯通孔22内而无法顺利地使水脱离这样的现象。在曝露于风雨中的环境下，贯通孔22的个数优选较少，但在未曝露于风雨中但温度急剧变化的环境下，贯通孔22的个数优选较多。从能够将贯通孔22的个数抑制成最小限度的观点出发，贯通孔22的位置优选设置在盖体13的位置最低的部位。

此外，在本实施方式中，在所述突起部的侧壁及所述槽的内侧壁的至少一方设置伸出部，所述突起部和所述槽经由所述伸出部进行接触。而且在本实施方式中，所述伸出部设置在所述突起部的侧壁上。如图9及图11～图12所示，以突起部18与隔壁部16对置的面在局部进行接触的方式在突起部18或隔壁部16的至少一方设置伸出部也可。在图9、图11及图13中，伸出部设置在突起部18，在图12中，伸出部设置在隔壁部16。例如图9所示，以突起部18与隔壁部16对置的面在局部进行接触的方式在突起部18或隔壁部16的至少一方具有伸出部。由此，能够减少毛细管现象引起的导通，并且容易进行盖体13相对于容器12的对中，而且，能够防止因对中不足而隔壁部16与突起部18进行接触，从而产生毛细管现象的情况。从容易拆装的观点出发，优选伸出部18a的厚度与突起部18的厚度的和等于槽17的宽度。具体而言，优选伸出部18a的厚度为1～3mm，突起部18的厚度为0.2～1mm，槽17的宽度为2mm以上。

此外，在本实施方式中，所述突起部及所述隔壁部以分别到达所述对置的两个内侧壁的方式延伸设置，所述伸出部设置在所述突起部的延伸设置方向上的中央部及所述隔壁部的延伸设置方向上的中央部的至少一方。伸出部18a(16a)优选设置在所述突起部18的延伸设置方向上的中央部及所述隔壁部16的延伸设置方向上的中央部的至少一方。例如图9及图12所示，由于在突起部18的中央部具有伸出部18a，由此能够容易进行容器12侧的成形。而且，通过将容器12与盖体13的接触面积形成为最小限度而容易拆装，且能够对槽17进行隔离，因此能够减少槽17内的凝结水的传播。或者也可以在所述突起部18的两端部或所述隔壁部16的两端部具有所述伸出部。而且，如图12所示由于在隔壁部16的中央部具有伸出部16a，由此能够容易进行盖体13的成形。

此外，在本实施方式中，所述伸出部向所述突起部的突出方向延伸。如图9、图12所示，由于伸出部18a向突起部18突出的方向(容器12的底部方向)延伸，而能够容易将盖体13插入容器12。若伸出部18a的长度与槽17的深度、突起部18的高度分别相同，则能够将槽17隔离在两端，因此能够减少槽17内的凝结水的传播。此外，关于伸出部的截面形状、伸出部为多个时的结构等并未特别限制，可以如图13(b)那样分成多点设置。

此外，在本实施方式中，具备：太阳能电池模块用的端子箱；具有与该端子箱的所述第一端子电连接的第一输出导体及第二输出导体的太阳能电池面板。

需要说明的是，在上述的实施方式中，利用隔壁部16将形成有两个端子(第一端子14a和第二端子14b)的区域(第一区域12a和第二区域12b)隔离，但在本发明中，例如在除了两个端子以外还设有旁路二极管等的情况下，还可以是对应于其数目再设置上述的隔壁部16进行划分的方式。

[符号说明]

X：太阳能电池模块

1：透光性基板

2：受光面侧填充件

3：太阳能电池元件

3’：太阳能电池矩阵

4：非受光面侧填充件

5：背面保护件

6：太阳能电池面板

7、7’：连接配线

8：输出导体

8a：第一输出导体

8b：第二输出导体

8c：输出导体的前端

11、21、31、41、51：端子箱

12：容器

12a：第一区域

12b：第二区域

13：盖体

14a：第一端子

14b：第二端子

15：连接器

16：隔壁部

16a：伸出部

17：槽部

18：突起部

18a：伸出部

19：螺钉

20：弹簧

22：贯通孔

23：卡合片

23’：卡合部

24：弹性部件

Claims

1.一种太阳能电池模块用的端子箱，其收纳用于将来自太阳能电池面板的输出向外部取出的端子，其中，

所述端子箱包括容器和覆盖该容器的开口部的盖体，

所述容器具备：第一区域，其配置有与所述太阳能电池面板的第一输出导体连接的第一端子；第二区域，其配置有与所述太阳能电池面板的第二输出导体连接的第二端子；隔壁部，其以分隔所述第一区域和所述第二区域的方式设置，且在所述容器的开口面上具有槽，

所述盖体具有被收容在所述槽中的突起部。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述容器从所述开口面观察时呈矩形形状，

所述隔壁部及所述槽以分别到达所述容器中对置的两个内侧壁的方式延伸设置。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述突起部以分别到达所述对置的两个内侧壁的方式延伸设置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述突起部设有多个。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述突起部的前端部与所述槽的底面接触。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

在所述槽的底面配置有弹性部件，

所述突起部的前端部与所述弹性部件接触。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

在所述突起部的侧壁及所述槽的内侧壁中的至少一方设有伸出部，

所述突起部和所述槽经由所述伸出部而接触。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述伸出部设置在所述突起部的侧壁。

9.根据权利要求7所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述突起部及所述隔壁部以分别到达所述对置的两个内侧壁的方式延伸设置，

所述伸出部设置在所述突起部的延伸设置方向上的中央部及所述隔壁部的延伸设置方向上的中央部中的至少一方。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述伸出部向所述突起部的突出方向延伸。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述端子箱与太阳能电池面板的非受光面接合。

12.根据权利要求11所述的太阳能电池模块用的端子箱，其中，

所述盖体在所述突起部与所述隔壁部之间具有与外部连通的贯通孔。

13.一种太阳能电池模块，其具备：

权利要求1～12中任一项所述的太阳能电池模块用的端子箱；

具有与该端子箱的所述第一端子电连接的第一输出导体及第二输出导体的太阳能电池面板。