DE112012004244T5 - Diodenzellenmodule - Google Patents

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Abstract

Diodenzellenmodule für die Verwendung in Fotovoltaiksystemen, beinhaltend Leitungsrahmen, die erste Leitungen enthalten, die sich von dem ersten Ausgangsanschluss erstrecken, zweite Leitungen, die von den ersten Leitungen beabstandet sind, zweite Ausgangsanschlüsse, die sich von den zweiten Leitungen erstrecken und Dioden. In einigen Beispielen definieren erste Leitungen Basisabschnitte, die mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden sind, und Diodenabschnitte, die sich quer zu dem ersten Ausgangsanschluss von den Basisabschnitten erstrecken. In einigen Beispielen können zweite Leitungen definieren einen Basisabschnitt und Diodenabschnitte, die sich im Wesentlichen parallel zu den Diodenabschnitten der ersten Leitung von dem Basisabschnitt erstrecken. In einigen Beispielen, können die Dioden in elektrischem Kontakt mit dem Diodenabschnitt der ersten Leitung und mit dem Diodenabschnitt der zweiten Leitung stehen. In einigen Beispielen können die ersten Leitungen und die zweiten Leitungen thermisch leitfähig sein. In einigen Beispielen können die Dioden Die-Schnittstellen definieren, die im Wesentlichen vollständig mit den Diodenabschnitten der Leitungen gekoppelt sind.

Description

  • Querverweise zu verwandten Anmeldungen
  • Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der ebenfalls anhängigen U. S. Anmeldung, Seriennummer 13623390, eingereicht am 20. September 2012, die den Vorteil der vorläufigen U. S. Anmeldung, Seriennummer 61/627,363, eingereicht am 11. Oktober 2011 beansprucht, die beide durch Bezugnahme für alle Zwecke hierin aufgenommen werden.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Diodenzellenmodule, einschließlich derer konfiguriert zur Verwendung in Überbrückungs- bzw. Bypass-Schaltkreisen von Fotovoltaikerzeugungssystemen bzw. Fotovoltaiksystemen.
  • Hintergrund
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Überbrückungs- bzw. Bypass-Diodenzellen. Insbesondere Bypass-Diodenzellen, die konfiguriert sind Bypass-Diodenzellenmodule zu bilden, die dazu verwendet werden können elektrischen Strom von beschatteten Bereichen von Fotovoltaikpaneelen abzuführen, um eine Fehlfunktion der Paneele zu unterbinden oder zu verhindern. Zusätzlich werden vollintegrierte Bypass-Diodenzellenmodule beschrieben, die verbesserte Wärmeableitungseigenschaften aufweisen.
  • Viele bekannte Bypass-Schaltkreise, die in Fotovoltaiksystemen verwendet werden, sind unzufriedenstellend. Beispielsweise beinhalten viele bestehende Schaltkreise Schottky-Dioden, die schlecht dazu geeignet sind, den Strom- und Wärmebereich zu bewältigen, dem sie oft ausgesetzt sind, wenn der Bypass-Schaltkreis gekoppelt wird bei einer Beschattung des Fotovoltaik-Solarmodulpaneels während des normalen Betriebs. Viele herkömmliche Schottky-Dioden beinhalten Pakete mit axialen Leitungen oder Überbrückungsdrähten, die dünne Drähte beinhalten, die mit einem oder beiden der Diodenanschlüssen verbunden sind, oft mittels Lötmittel. Die Lötstellen, an denen diese Drähte mit den Dioden-Chips bzw. -Dies verbunden sind, können beim Verbinden der Drähte „Lötporen” definieren. Diese Lötporen können die Wärmeableitung von dem Diodendie unterbinden, wenn ein Strom an das entsprechende Die angewendet wird.
  • Weiterhin, da die Spitzen der verwendeten Drähte klein sind, werden sie an einen relative kleinen Bereich des Diodendie gelötet, um einen geringen direkten Kontakt zu bilden. Dies ist ein unzulängliches Design, um die Strombereiche, die typischerweise während des Betriebs durch Bypass-Dioden passieren, zu unterstützen. Außerdem verringert dieser minimale Kontakt die Fähigkeit des Drahts, Wärme von den Dies abzuleiten.
  • Diese und andere Unzulänglichkeiten der herkömmlichen Designs von Bypass-Diodenschaltkreisen haben zur Folge, dass Bypass-Dioden während des Betriebs übermäßige Wärme erzeugen und einschließen. In vielen herkömmlichen Bypass-Schaltkreisen kann dies zu einem katastrophalen Geräteausfall führen. Geräteausfall kann zu teurer Wartung, Reparaturen, Teileersatz und Ausfallzeiten führen.
  • Trotz der ungenügenden Wärmeregulierungsmaßnahmen in herkömmlichen Bypass-Dioden, tun die meisten Bypass-Schaltkreise (oder Anschlussdosen, in denen sie angeordnet sind) sehr wenig, um die Wärmeableitung von den Bypass-Dioden oder dem Bypass-Schaltkreis zu fördern. Viele herkömmliche Bypass-Schaltkreise beinhalten Dioden, die in einer Kunststoff-Anschlussdose elektrisch mit Fotovoltaikpaneelen verbunden sind, die gegen Schäden durch die Umwelt schützt; das Kunststoffgehäuse, jedoch, verhindert, dass Wärme effektiv abgeleitet werden kann, und schließt somit Wärme im Inneren des Bypass-Schaltkreises ein. Die Kombination von Mangeln in der Bypass-Diodenstruktur und des Bypass-Schaltkreisdesigns erzwingt, dass Bypass-Dioden bei unannehmbar hohen Temperaturbereichen im Betrieb sind, was entweder deren Zuverlässigkeit verringert oder zu katastrophalem Ausfall führt.
  • Tatsächlich werden bei vielen herkömmlichen Bypass-Schaltkreisen die Dioden einfach in einem geschlossenen Raum innerhalb der Anschlussdose positioniert. Oft werden keine zusätzlichen Maßnahmen ergriffen deren Betriebstemperatur zu regulieren, weder durch die Anschlussdose noch durch das physische Design des Schaltkreises. Demgemäß fehlen bei vielen herkömmlichen Bypass-Schaltkreisen geeignete physische Strukturen zur Wärmeregulierung und zur Vermeidung von Fehlfunktionen.
  • Folglich gibt es einen Bedarf an Dioden-Schaltkreisen und Modulen, die diese beinhalten, die das Design bekannter Dioden-Schaltkreise verbessern und voranbringen. Im Folgenden werden Beispiele für neue und nützliche Diodenzellenmodule beschrieben, die für die auf diesem Gebiet bestehenden Bedürfnisse bedeutend sind.
  • Die Offenbarung zu dem einen oder mehreren hier genannten bestehenden Bedürfnissen wird in der unten stehenden Beschreibung bereitgestellt. Ein Beispiel für eine Druckschrift, die für Fotovoltaik-Bypasssysteme relevant ist, ist die U.S. Patentschrift Nr. 7291036 . Die vollständige Offenbarung des vorgenannten Patents ist durch Bezugnahme für alle Zwecke hier aufgenommen.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Offenbarung ist auf Diodenzellenmodule gerichtet zur Verwendung in Fotovoltaiksystemen, beinhaltend Lead-Frames bzw. Leitungsrahmen, die erste Leitungen, die sich von dem ersten Ausgangsanschluss erstrecken, zweite Leitungen, die von den ersten Leitungen beabstandet sind, zweite Ausgangsanschlüsse, die sich von den zweiten Leitungen erstrecken, und Dioden beinhalten. In einigen Beispielen definieren erste Leitungen Basisabschnitte, die mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden sind, und Diodenabschnitte, die sich quer zu dem ersten Ausgangsanschluss von den Basisabschnitten erstreckt. In einigen Beispielen können zweite Leitungen einen Basisabschnitt und Diodenabschnitte definieren, die sich im Wesentlichen parallel zu dem Diodenabschnitt der ersten Leitung erstrecken. In einigen Beispielen können Dioden in elektrischem Kontakt mit dem Diodenabschnitt der ersten Leitung und mit dem Diodenabschnitt der zweiten Leitung stehen. In einigen Beispielen können die ersten Leitungen und die zweiten Leitungen thermisch leitfähig sein. In einigen Beispielen können die Dioden Die-Schnittstellen definieren, die im Wesentlichen vollständig mit den Diodenabschnitten der Leitungen gekoppelt sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Darstellung eines ersten Beispiels eines Diodenzellenmoduls.
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines Schaltkreises, beinhaltend das Diodenzellenmodul gemäß 1, das elektrisch mit einem Fotovoltaikpaneel verbunden ist.
  • 3 ist eine Explosionsdarstellung eines Diodenzellenmoduls gemäß 1.
  • 4 ist eine Explosionsdarstellung einer Diode, die in dem Diodenzellenmodul gemäß 1 beinhaltet ist.
  • 5 ist eine perspektivische Darstellung einer Anschlussdose, die das Diodenzellenmodul gemäß 1 aufnimmt, das von einem Fotovoltaikpaneel unterstützt wird.
  • 6 ist eine perspektivische Darstellung der Anschlussdose gemäß 5 in einer offenen Anordnung.
  • 7 ist eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie 7-7, die das Diodenzellenmodul gemäß 1 zeigt, das mit einem Fotovoltaikpaneel gekoppelt ist.
  • 8 ist eine perspektivische Darstellung eines Leitungsrahmens, der in dem Diodenzellenmodul gemäß 1 beinhaltet ist.
  • 9 ist eine Darstellung mit abgeschnittener Unterseite eines zweiten Beispiels eines Diodenzellenmoduls.
  • 10 ist eine perspektivische Darstellung eines Beispiels eines Leitungsrahmens, der in verschiedenen Beispielen des in dieser Offenbarung beschriebenen Diodenzellenmoduls verwendet wird.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die offenbarten Diodenzellenmodule können besser verstanden werden, indem man die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den Figuren begutachtet. Die detaillierte Beschreibung und die Figuren stellen lediglich Beispiele der verschiedenen, hier beschriebenen Erfindungen bereit. Der Fachmann wird verstehen, dass die offenbarten Beispiele variiert, modifiziert und abgeändert werden können ohne von dem Umfang der hier beschriebenen Erfindungen abzuweichen. Viele Variationen kommen in Betracht für verschiedene Anwendungen und Designüberlegungen; jedoch wird der Kürze wegen nicht jede einzelne in Betracht gezogene Variation im Einzelnen in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben.
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung werden immer wieder Beispiele von verschiedenen Diodenzellenmodulen bereitgestellt. Verwandte Merkmale in den Beispielen können in verschiedenen Beispielen identisch, ähnlich oder unähnlich sein. Der Kürze wegen werden verwandte Merkmale nicht in jedem Beispiel überflüssigerweise erklärt. Stattdessen wird die Verwendung verwandter Merkmalsbegriffe dem Leser den Hinweis darauf geben, dass das Merkmal mit einem verwandten Merkmalsbegriff dem in einem früheren Beispiel erklärten verwandten Merkmal ähnlich sein kann. Spezifische Merkmale eines angeführten Beispiels werden in diesem bestimmten Beispiel beschrieben. Der Leser sollte verstehen, dass ein angeführtes Merkmal nicht notwendigerweise der spezifischen Schilderung eines verwandten Merkmals in irgendeiner Figur oder Beispiel gleich oder ähnlich ist.
  • Mit Bezug auf 1–9 wird nun ein erstes Beispiel eines Diodenzellenmoduls, Modul 100, beschrieben. Wie in 3 gezeigt, beinhaltet das Modul 100 einen Leitungsrahmen 110, eine erste Diode 180, eine zweite Diode 192, eine dritte Diode 193, ein Verkapselungsgehäuse 170, einen Verkapselungsstoff 176 und ein Wärmeableitungsteil 178. Modul 100 beinhaltet einen Schaltkreis, der eine Vielzahl von Dioden beinhaltet, die elektrisch miteinander verbunden sind durch den elektrisch leitfähigen Leitungsrahmen 110.
  • Modul 100 kann z. B. in Bypass-Schaltkreisen von Fotovoltaikpaneelen nützlich sein. Wie 3 darstellt, beinhaltet Modul 100 ein kompaktes Design und Merkmale, die es erlauben, dass das Modul 100 Wärme effektiver als viele bestehende Bypass-Schaltkreise ableitet. Beispielsweise zieht das Modul 100 Wärme weg von den Dioden durch das Abführen von Wärme mittels eines oder mehrerer thermischen Leitfähigkeitsmerkmale.
  • Modul 100 kann als Bypass-Schaltkreis, der mit einem Fotovoltaiksystem verbunden ist, verwendet werden. Beispielsweise kann das Modul 100 mit dem Fotovoltaikpaneel 50 verbunden werden, um als Bypass-Schaltkreis zu dienen, wie dies schematisch in 2 dargestellt ist. Gemäß 2 beinhaltet das Paneel 50 drei Reihungen von Fotovoltaikzellen, erste Reihung 52, zweite Reihung 54 und dritte Reihung 56. Gemäß 2 beinhaltet jede Reihung einen positiven und einen negativen Anschluss, und ist so konfiguriert, dass sie bei Lichteinstrahlung Strom erzeugt, der gerichtet ist von dem negativen zu dem positiven Anschluss. Die drei Reihungen sind in Reihe geschaltet; beispielsweise ist der negative Anschluss der ersten Reihung 52 mit dem positiven Anschluss der zweiten Reihung 54, und der negative Anschluss der zweiten Reihung 54 mit dem positiven Anschluss der dritten Reihung 56 verbunden. Bei Lichteinstrahlung erzeugt die Folge der Reihungen typischerweise Strom, der von dem negativen Anschluss der dritten Reihung 56 zum positiven Anschluss der ersten Reihung 52 fließt.
  • Gemäß 2 erstrecken sich die Paneelleitungen von den Enden jedes Paneels. Beispielsweise erstreckt sich eine erste Paneelleitung 58 von dem positiven Anschluss der ersten Reihung 52, eine zweite Paneelleitung 60 erstreckt sich von der Verbindung zwischen der ersten Reihung 52 und der zweiten Reihung 54, eine dritte Paneelleitung 62 erstreckt sich von der Verbindung zwischen der zweiten Reihung 54 und der dritten Reihung 56, und eine vierte Panelleitung 64 erstreckt sich von dem negativen Anschluss der dritten Reihung 56. 6 zeigt beispielhaft die physische Umsetzung dieser Leitungen, wobei die Leitungen sich durch die Rückseite des Paneels erstrecken. Gemäß 6 können die Paneelleitungen es erlauben, dass das Modul 100 mit dem Schaltkreis des Paneels 50 verbunden werden kann.
  • Gemäß 2 agiert jede Fotovoltaikzelle bei Sonneneinstrahlung vorrangig als Stromquelle, die auf den zugehörigen positiven Anschluss gerichtet ist. Bei Beschattung, jedoch, kann jede Fotovoltaikzelle wie ein offener Schaltkreis agieren parallel mit einer in Sperrichtung vorgespannten Diode. Dies kann einen Rückflussstrom produzieren, der eine Fehlfunktion oder Schaden an den vorangehenden Zellen oder Reihungen verursachen kann.
  • Die Leitungen erlauben es, dass Bypass-Dioden an der Außenseite der Paneele verbunden werden. Bypass-Dioden können es erlauben, dass Rückflussstrom an einer oder mehrerer Paneelreihungen vorbeigeleitet wird und zu einem Ausgang geführt wird (der in diesem Fall mit der vierten Paneelleitung 64 verbunden ist). Typischerweise ist das Modul 100 mit dem Paneel 50 verbunden über die erste Diode 180, die zweite Diode 192 und die dritte Diode 193, die jeweils parallel geschaltet sind mit einer entsprechenden Reihung der Fotovoltaikzellen. Jede Diode stellt eine Bypass-Route bereit für Rückflussstrom resultierend aus beschatteten Zellen, was verhindern kann, dass weitere Zellen nicht richtig funktionieren oder beschädigt werden.
  • In einigen Fällen kann Modul 100 mit dem Paneel 50 verbunden werden, indem es innerhalb der Anschlussdose 75 eingepasst wird und die Anschlussdose 75 mit dem Paneel 50 verbunden wird. Gemäß 5 beinhaltet Anschlussdose 75 ein erstes Systemkabel 77, ein zweites Systemkabel 79, ein Anschlussdosengehäuse 81 und eine Anschlussdosenabdeckung 83. Gemäß 6 beinhaltet die Anschlussdose 75 außerdem eine erste externe Kabelleitung 85, eine zweite externe Kabelleitung 87, und vier Paneelleitungsöffnungen, Paneelleitungsöffnung 83i, Paneelleitungsöffnung 83ii, Paneelleitungsöffnung 83iii und Paneelleitungsöffnung 83iv. In einigen Fällen können die Anschlussdosen einen einzigen offenen Raum auf der dem Paneel zugewandten Seite beinhalten, durch den alle Paneelleitungen durchgeführt werden.
  • Anschlussdose 75 umschließt einen vor Umwelteinflüssen geschützten, umschlossenen Raum 82, innerhalb dessen das Modul 100 eine elektronische Schnittstelle mit dem Paneel 50 haben kann mit einem geringeren Risiko von Umweltschäden, wie z. B. durch Niederschlag. Wie 5 zeigt, kann die Anschlussdose 75 an der Rückseite des Paneels 50 angebracht sein (gegenüber den ausgesetzten Fotovoltaikzellen) nahe den Paneelleitungen. In einigen Beispielen kann die Anschlussdose 75 angebracht werden, indem ein gegenüber Umwelteinflüssen abdichtendes Haftmittel auf ihrer Umfangsfläche angewendet wird und an der Rückseite des Fotovoltaikpaneels angeheftet wird. Die Anschlussdosenabdeckung 83 kann abnehmbar über dem umschlossenen Raum 82 befestigt sein, um die Seite des umschlossenen Raums 82 gegenüber dem Paneel 50 ähnlich abzudichten und gleichzeitig für Wartungsarbeiten zugänglich zu halten.
  • Das erste Systemkabel 77 und das zweite Systemkabel 79 können an externe elektronische Systeme angeschlossen werden. Sie können beispielsweise dazu verwendet werden, vom Paneel 50 erzeugten Strom an externe Lasten und Stromversorgungssysteme auszugeben, wie z. B. für den Eigennutzen des Paneelbesitzers oder externe Stromsysteme. Wie 6 zeigt, können die externe Kabelleitung 85 und die zweite externe Kabelleitung 87 dazu verwendet werden, das erste Systemkabel 77 und das zweite Systemkabel 79 mit den Schaltkreisen des Modul 100 innerhalb des umschlossenen Raums 82 zu verbinden. In einigen Beispielen kann das erste Systemkabel 77 vom Paneel 50 erzeugten Strom direkt an externe Lasten führen.
  • In einigen Beispielen können die Anschlussdosengehäuse 81 und die Anschlussdosenabdeckung 83 thermisch leitfähiges Material beinhalten, wie z. B. Metalle, um die Wärme aus dem umschlossenen Raum 82 abzuleiten. In einigen Beispielen kann die Anschlussdose 75 zusätzlich oder alternativ mit dem Paneel 50 zusammengefügt werden unter Verwendung eines thermisch leitfähigen Haftmittels, das es erlaubt, dass Wärme durch die Metallstrukturen des Paneel 50 abgeleitet wird.
  • Wie in 6 gezeigt, ist jede Paneelleitungsöffnung, Paneelleitungsöffnung 83i, Paneelleitungsöffnung 83ii, Paneelleitungsöffnung 83iii und Paneelleitungsöffnung 83iv, jeweils konfiguriert, um eine entsprechende Paneelleitung zu empfangen, die dann innerhalb des umschlossenen Raums 82 mit dem Modul 100 verbunden werden kann.
  • Wie in 3 dargestellt, beinhaltet das Modul 100 drei Bypass-Dioden, erste Diode 180, zweite Diode 192 und dritte Diode 193, die vom Leitungsrahmen 110 unterstützt werden. Wie 2 zeigt, kann jede Bypass-Diode parallel geschaltet sein mit einer Fotovoltaikreihung, um einen Steg für den Rückflussstrom bereitzustellen, um beschattete Zellen zu umgehen und damit die Wahrscheinlichkeit einer entsprechenden Paneelfehlfunktion oder -schadens zu reduzieren.
  • Gemäß 3 beinhaltet die erste Diode 180 mehrere Merkmale, die ihre Wirksamkeit erhöhen können, Strom zu führen und erzeugte Wärme von den Diodendies wegzuleiten. Die erste Diode 180 definiert eine Schottky-Diode, die Merkmale beinhaltet, die ihre Wärmeübertragungsfähigkeiten unterstützt.
  • Wie in 4 dargestellt, beinhaltet die erste Diode 180 eine untere Die-Schnittstelle 190, ein Die 186, eine obere Die-Schnittstelle 184 und eine Silikonschicht 182. Die erste Diode 180 beinhaltet einige Merkmale, die im Vergleich zu vielen traditionellen Diodendesigns verbesserten Stromfluss und Wärmeübertragung bereitstellen. Beispielsweise stellt die erste Diode 180 durch die untere Die-Schnittstelle 190 und die obere Die-Schnittstelle 184 einen größeren Oberflächenbereich bereit, der zur Verfügung steht, um die erste Diode 180 mit der externen Schaltstruktur zu verbinden. Dies erlaubt es, dass die erste Diode 180 über einen größeren Oberflächenbereich verbunden werden kann als die Drähte vieler traditioneller Dioden, wodurch größere Stromkapazitäten und bessere Wärmeableitung weg von dem Die 186 ermöglicht werden.
  • Die untere Die-Schnittstelle 190, wie in 4 dargestellt, definiert einen elektrisch leitfähigen, silberbeschichteten Kupferkern bzw. -slug, der in elektrischer Kommunikation mit dem Die 186 steht. Die untere Die-Schnittstelle 190 definiert einen unteren Oberflächenbereich 189, der im Wesentlichen ebenflächig ist, um es zu erlauben, dass der untere Oberflächenbereich 189 im Wesentlichen über seinen ganzen Oberflächenbereich hinweg elektrisch kommunizieren kann, und dadurch erlaubt, dass die untere Die-Schnittstelle 190 über einen beträchtlich größeren Oberflächenbereich elektrisch und thermisch mit externen Körpern kommunizieren kann als bei vielen bestehenden Diodendesigns, wie z. B. Designs mit axialen Leitungen oder Überbrückungsdrähten. Des Weiteren definiert das Die 186, wie in 4 gezeigt, einen unteren Die-Bereich 185, der kleiner ist als der obere Oberflächenbereich 191 und mit dem oberen Oberflächenbereich 191 im Wesentlichen über ihren gesamten Oberflächenbereich elektrisch kommunizieren kann, wenn die erste Diode 180 in die Anordnung eingebaut ist. Da das Die 186 im Wesentlichen über seinen gesamten Oberflächenbereich mit der unteren Die-Schnittstelle 190 elektrisch kommunizieren kann, kann die untere Die-Schnittstelle 190 eine größere thermische und elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Die 186 und den externen Körpern erlauben als dies in einigen traditionellen Diodendesigns gewährt wird. In einigen Beispielen kann das Die 186 an die untere Die-Schnittstelle 190 gelötet sein, auch wenn das nicht ausdrücklich erforderlich ist.
  • Wie 4 darstellt, ist das Die 186 so konfiguriert, dass es zwischen die obere Die-Schnittstelle 184 und die untere Die-Schnittstelle 190 passt, wenn es in die Anordnung eingebaut ist. Wie in 4 gezeigt, definiert das Die 186 einen Vorsprung 187 des oberen Die-Bereichs, der einen Glasring definiert, der einen oberen Die-Bereich 188 umgibt. Wie in 4 gezeigt, definiert das Die 186 auch einen unteren Die-Bereich 185, der dem oberen Die-Bereich 188 gegenüberliegt. Das Die 186 definiert ein durch Glas passiviertes Schottky-Diodendie mit einer Anode nahe des unteren Die-Bereichs 185 und einer Kathode nahe des oberen Die-Bereichs 188. Da es in elektrischer Kommunikation mit dem unteren Die-Bereich 185 steht, ist die untere Die-Schnittstelle 190 dazu in der Lage, Strom und Wärme zwischen der Anode des Die 186 und externen Körpern zu leiten.
  • Wie 4 zeigt, definiert die obere Die-Schnittstelle 184 einen im Wesentlichen rechteckigen Kern, der konfiguriert ist, um in den Vorsprung 187 des oberen Die-Bereichs zu passen. Wie 4 darstellt, definiert die obere Die-Schnittstelle 184 einen unteren Oberflächenbereich 183 und einen oberen Oberflächenbereich 181. Wie 4 zeigt, passt der untere Oberflächenbereich 183 in den Vorsprung 187 des oberen Die-Bereichs und wird so im Wesentlichen mit dem gesamten oberen Die-Bereich 188 in elektrische Kommunikation gesetzt. In einigen Beispielen kann das Die 186 an die obere Die-Schnittstelle 184 gelötet werden, aber das ist nicht ausdrücklich erforderlich. Genauso ist, wie 4 zeigt, der obere Oberflächenbereich 181 ähnlich groß wie der obere Die-Bereich 188. Da die obere Die-Schnittstelle 184 elektrisch und thermisch leitfähig ist, kann sie Strom zwischen der Kathode des Die 186 und externen Schaltkreisen effektiver leiten als ähnliche Verbinder in anderen traditionellen Diodendesigns.
  • Wie 4 zeigt, passt die Silikonschicht 182 um die untere Die-Schnittstelle 190, das Die 186 und die obere Die-Schnittstelle 184, um diesen Bauteilen zusätzlichen Schutz bereitzustellen. Die Silikonschicht 182 kann auch einen Belastungsschutz bereitstellen für das Modul 100, wenn die erste Diode 180 durch den Leitungsrahmen 110 unterstützt wird.
  • Durch die Vergrößerung des Oberflächenbereichs, mit der eine externe Schaltstruktur mit der Anode und Kathode des Die 186 verbunden werden kann, kann die erste Diode 180 Strom effektiver leiten als einige bestehende Diodendesigns. Beispielsweise sind einige traditionelle Designs mit axialen Leitungen durch zwei Drahtleitungen, die jeweils an ein Die gelötet sind, verbunden. Andere Beispiele für traditionelle Dioden, wie z. B. die TO-220 gepackten Dioden, beinhalten Überbrückungsdrähte, die die Anode der Diode mit einer externen Schaltstruktur verbinden. In jedem dieser Designs reduzieren die winzigen Querschnitte der Drähte im Vergleich zu den Querschnitten der entsprechenden Dies im Wesentlichen den Die-Bereich, der dazu genutzt werden kann, den Stromfluss zu leiten und Wärme weg von den Dies abzuleiten. Diese Designmängel, die die offenbarten Module beseitigen, können als Folge von Die-Überhitzung katastrophale Diodenausfälle begünstigen.
  • Die zweite Diode 192 und die dritten Diode 193 haben beide ein im Wesentlichen ähnliches Design wie die erste Diode 180, und der Leser sollte die vorstehende Diskussion der ersten Diode 180 heranziehen, um Einzelheiten ihrer Designs zu erfahren.
  • Wie 3 darstellt, stellt der Leitungsrahmen 110 Unterstützung bereit für die erste Diode 180, die zweite Diode 192 und die dritte Diode 193, und verbindet diese elektrisch miteinander. Außerdem stellt der Leitungsrahmen 110 Anschlüsse bereit, die dazu verwendet werden können, die Schaltstruktur des Paneels 50, wie z. B. Paneeldurchgangsleitungen, und externe Schaltkreise, wie z. B. Systemdurchgangskabel, mit der Schaltstruktur des Moduls 100 zu verbinden. Wie 8 zeigt, beinhaltet der Leitungsrahmen 110 einen ersten Ausgangsanschluss 112, einen zweiten Ausgangsanschluss 126, einen dritten Ausgangsanschluss 140, einen vierten Ausgangsanschluss 154, eine erste Leitung 114, eine zweite Leitung 128, eine dritte Leitung 142 und eine vierte Leitung 156.
  • Wie 8 darstellt, definiert der erste Ausgangsanschluss 112 einen metallischen, starren, elektrisch leitfähigen Körper. Der erste Ausgangsanschluss 112 erstreckt sich von einem ersten Ende innerhalb des Schaltkreisraums 172 zu einem zweiten Ende außerhalb des Schaltkreisraums 172, wenn das Modul 100 eingebaut ist. Wie 6 zeigt, kann der erste Ausgangsanschluss 112 mit dem ersten Systemkabel 77 in elektrischer Kommunikation verbunden sein über eine erste externe Kabelleitung 85, um das Modul 100 und das Paneel 50 mit externen Systemen zu verbinden. Wie 6 darstellt, kann der erste Ausgangsanschluss 112 außerdem mit der ersten Paneelleitung 58 in elektrischer Kommunikation verbunden sein. Obwohl es nicht ausdrücklich in allen Beispielen gefordert wird, sind die Diodenzellen, die Leitungen und die Ausgangsanschlüsse des Leitungsrahmens 110 mit Lötmittel verbunden. In einigen Beispielen kann das Lötmittel, das zur Verbindung der Leitungsrahmen verwendet wird, eine Schmelztemperatur definieren, die niedriger ist als die des Lötmittels, das zum Bau der Dioden verwendet wurde.
  • Wie 6 zeigt, kann eine zweilaschige Klemme bzw. Clip 199i an dem ersten Ausgangsanschluss 112 angebracht sein, um den ersten Ausgangsanschluss 112 mit der ersten externen Kabelleitung 85 und der ersten Paneelleitung 58 zu verbinden. Die zweilaschige Klemme 199i ist elektrisch leitfähig und so konfiguriert, dass sie die erste Paneelleitung 58 und die erste externe Kabelleitung 85 schiebbar aufnehmen kann. Die zweilaschige Klemme 199i kann einen Doppelkopf-Schnellverbinder definieren, dies ist aber nicht ausdrücklich gefordert.
  • Wie 8 darstellt, definiert die erste Leitung 114 einen metallischen, thermisch und elektrisch leitfähigen Metallkörper, der in elektrischer Kommunikation mit dem ersten Ausgangsanschluss 112 verbunden ist. Wie 7 zeigt, kann die erste Leitung 114 teilweise oder ganz innerhalb des Schaltkreisraums 172 positioniert sein. Wie 8 zeigt, definiert die erste Leitung 114 einen Basisabschnitt 115, einen ersten Diodenabschnitt 116 und einen zweiten Diodenabschnitt 118. Wie 8 zeigt, erstreckt sich der erste Diodenabschnitt 116 zu der vierten Leitung 156 von dem Basisabschnitt 115, und ein zweiter Diodenabschnitt 118 erstreckt sich von der zweiten Leitung 128 zu der zweiten Leitung 128, im Wesentlichen quer zu dem ersten Diodenabschnitt 116. Wie 9 darstellt, erlaubt es der Aufbau des Basisabschnitts 115, dass die erste Leitung 114 sich dem rechteckigen Design des Verkapselungsgehäuses 170 anpasst.
  • Wie 8 darstellt, definiert der zweite Diodenabschnitt 118 eine Diodenoberfläche 119, die im Wesentlichen mit dem gesamten oberen Oberflächenbereich 181 der ersten Diode 180 gekoppelt ist. Wie 8 darstellt, definieren der Basisabschnitt 115, der erste Diodenabschnitt 116 und der zweite Diodenabschnitt 118 Oberflächen auf ihrer Oberseite, die miteinander ausgerichtet sind. Da diese Oberflächen ausgerichtet sind, können sie im Wesentlichen gleichzeitig mit der elektrisch isolierenden Schicht 173 gekoppelt werden, wenn der Leitungsrahmen 110 teilweise innerhalb des Schaltkreisraums 172 positioniert ist, wie in 7 zu sehen. Dieser Abschnitt der ersten Leitung 114, der mit der elektrisch isolierenden Schicht 173 gekoppelt sein kann, definiert einen Ableitungsabschnitt 113. Da die erste Leitung 114 thermisch leitfähig ist, ist die erste Leitung 114 fähig, Wärme von der ersten Diode 180 abzuleiten, sie so zu lenken, dass sie durch die thermisch leitfähige, elektrisch isolierende Schicht 173 fließt und sie daraufhin auf dem Wärmeableitungsteil 178 abzuladen. Die Effektivität der ersten Leitung 114, Wärme zu der elektrisch isolierenden Schicht 173 und dem Wärmeableitungsteil zu führen, ist umso größer je näher der Ableitungsabschnitt 113 an der elektrisch isolierenden Schicht 173 ist. Der Ableitungsabschnitt 113 kann, aber muss nicht notwendigerweise, gekoppelt sein mit der elektrisch isolierenden Schicht 173.
  • Wie 8 darstellt, beinhaltet der Leitungsrahmen 110 eine zweite Leitung 128, einen metallischen, elektrisch und thermisch leitfähigen Körper, der von der ersten Leitung 114 beabstandet ist. Wie 8 zeigt, definiert die zweite Leitung 128 einen Basisabschnitt 129, einen ersten Diodenabschnitt 130, einen zweiten Diodenabschnitt 132, einen ersten Verbindungsabschnitt 138 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 139. Wie 8 darstellt, definiert der erste Diodenabschnitt 130 eine erste Diodenoberfläche 131, die vertikal von der Diodenoberfläche 119 beabstandet ist, um einen Diodenraum 121 zu definieren, der die für die erste Diode 180 passende Größe hat. Die erste Leitung 114 und die zweite Leitung 128 sind so konfiguriert, dass sie die erste Diode 180 in dem Diodenraum 121 sichern, wobei im Wesentlichen der ganze obere Oberflächenbereich 181 in elektrischer Kommunikation mit der ersten Diodenoberfläche 131 angeschlossen ist, und der ganze untere Oberflächenbereich 189 mit der Diodenoberfläche 119 angeschlossen ist. In einigen Beispielen können Lötmittel oder thermisch und elektrisch leitfähige Haftmittel verwendet werden, um die erste Diode 180 an die erste Leitung 114 und die zweite Leitung 128 anzuschließen.
  • Wie 8 zeigt, können die Diodenoberfläche 119 der ersten Leitung 114 und die erste Diodenoberfläche 131 der zweiten Leitung 128 Oberflächenbereiche definieren, die im Wesentlichen ähnlich mit oder größer sind als die, die durch die Kontaktpunkte der Dioden definiert werden, die in dem Diodenraum 121 platziert sind. Beispielsweise definiert Diodenoberfläche 119 einen größeren Oberflächenbereich als der untere Oberflächenbereich 189, wodurch erlaubt wird, dass der untere Oberflächenbereich 189 im Wesentlichen vollständig mit der Diodenoberfläche 119 gekoppelt ist.
  • Wie 8 zeigt, definiert die zweite Leitung 128 einen Basisabschnitt 129, der vertikal von dem ersten Diodenabschnitt 130 beabstandet ist. Dementsprechend erstreckt sich der erste Verbindungsabschnitt 138 in einem Winkel, um den ersten Diodenabschnitt 130 mit dem Basisabschnitt 129 in elektronischer und thermischer Kommunikation zu verbinden. Der genaue Winkel, in dem sich der erste Verbindungsabschnitt 138 von dem ersten Diodenabschnitt 130 erstreckt, kann angepasst werden, um die Größe des Basisabschnitts 129 zu maximieren (und, um somit die Menge des zur Verfügung stehenden Oberflächenbereichs zu maximieren, um die elektrisch isolierende Schicht 173 zu koppeln und Wärme von der zweiten Leitung 128 wegzuführen). Wie 8 darstellt, erstreckt sich der erste Verbindungsabschnitt 138 von dem ersten Diodenabschnitt 130 in einem Winkel von 90 Grad. In einigen Beispielen, können die Verbindungsabschnitte eine Anzahl von Winkeln definieren; in anderen Beispielen, können Verbindungsabschnitte entlang ihrer Längen nichtlineare Pfade verfolgen. Wie 8 zeigt, ist der Basisabschnitt 129 vertikal positioniert, um mit der elektrisch isolierenden Schicht 173 zu koppeln, zusätzlich oder alternativ zum Ableitungsabschnitt 113. Folglich kann der Basisabschnitt 129 zusätzlich oder alternativ beinhaltet sein mit den Ableitungsabschnitten der Leitungsrahmen. Andere Basisabschnitte oder andere Abschnitte von zusätzlichen oder alternativen Leitungen können mit der ersten Leitung 114 und dem Basisabschnitt 129 ausgerichtet sein, um zusätzlich mit der elektrisch isolierenden Schicht 173 zu koppeln. Beispielsweise ist die dritte Leitung 142 im Wesentlichen ausgerichtet mit der ersten Leitung 114, und die vierte Leitung 156 definiert einen Basisabschnitt, der mit dem Basisabschnitt 129 ausgerichtet ist.
  • Wie 8 zeigt, ist der zweite Diodenabschnitt 132 mit dem Basisabschnitt 129 über den zweiten Verbindungsabschnitt 139 verbunden, was im Wesentlichen der Verbindung an den ersten Diodenabschnitt 130 gleicht. Wie 8 darstellt, erstreckt sich der zweite Diodenabschnitt 132 im Wesentlichen quer zu dem ersten Diodenabschnitt 130. Wie 8 zeigt, definiert der zweite Diodenabschnitt 132 eine zweite Diodenoberfläche 133, die so konfiguriert ist, dass sie mit dem unteren Oberflächenbereich des unteren Kerns der zweiten Diode 192 oder mit dem oberen Oberflächenbereich des oberen Kerns der zweiten Diode 192 koppelt.
  • Wie 8 zeigt, erstreckt sich der zweite Ausgangsanschluss 126 von der zweiten Leitung 128 innerhalb des Schaltkreisraums 172 zu einem zweiten Ende außerhalb des Schaltkreisraums 172, im Wesentlichen ähnlich zu dem ersten Ausgangsanschluss 112. Wie 8 jedoch zeigt, ist der zweite Ausgangsanschluss 126 in Längsrichtung um 90 Grad gedreht verglichen mit dem ersten Ausgangsanschluss 112. Wie 6 darstellt, kann der zweite Ausgangsanschluss 126 in elektrischer Kommunikation mit der zweiten Paneelleitung 60 verbunden sein. Wie 6 weiterhin zeigt, kann ein Leitungskuppler 198i an dem zweiten Ausgangsanschluss 126 angebracht werden, der so konfiguriert ist, dass er die zweite Paneelleitung 60 schiebbar aufnehmen kann. Der Leitungskuppler 198i kann eine Schnell-Steckbuchse definieren, dies ist aber nicht ausdrücklich gefordert.
  • Wie 8 darstellt ist die dritte Leitung 142 ein metallischer, elektrisch und thermisch leitfähiger Körper, der von der zweiten Leitung 128 beabstandet ist. Die dritte Leitung 142 ist im Wesentlichen ähnlich zu der ersten Leitung 114, auch wenn sie in einer gespiegelten Konfiguration angeordnet ist. Wie 8 zeigt, beinhaltet die dritte Leitung 142 einen ersten Diodenabschnitt 144, der eine erste Diodenoberfläche 145 definiert und der im Wesentlichen ähnlich zu dem ersten Diodenabschnitt 116 ist. Wie 8 zusätzlich zeigt, beinhaltet die dritte Leitung 142 einen zweiten Diodenabschnitt 148, der eine zweite Diodenoberfläche 149 definiert.
  • Wie 8 zeigt, sind die zweite Diodenoberfläche 133 der zweiten Leitung 128 und die erste Diodenoberfläche 145 der dritten Leitung 142 so konfiguriert, dass sie die zweite Diode 192 in einem zweiten Diodenraum 135 sichern, im Wesentlichen ähnlich zu der ersten Diode 180 im Diodenraum 121. Die zweite Diode 192 ist angeschlossen an dem unteren Oberflächenbereich ihrer unteren Die-Schnittstelle, die mit der ersten Diodenoberfläche 145 der dritten Leitung 142 gekoppelt ist, und an dem oberen Oberflächenbereich ihrer oberen Die-Schnittstelle, die mit der zweiten Diodenoberfläche 133 der zweiten Leitung 128 gekoppelt ist.
  • Wie 8 zeigt, erstreckt sich der dritte Ausgangsanschluss 140 von der dritten Leitung 142 innerhalb des Schaltkreisraums 172 zu einem zweiten Ende außerhalb des Schaltkreisraums 172, im Wesentlichen ähnlich zu dem zweiten Ausgangsanschluss 126. Wie 6 darstellt, kann der dritte Ausgangsanschluss 140 in elektrischer Kommunikation mit der dritten Paneelleitung 62 verbunden sein. Wie 6 weiterhin zeigt, kann ein Leitungskuppler 198ii an dem dritten Ausgangsanschluss 140 angebracht sein, der so konfiguriert ist, dass er die dritte Panelleleitung 62 schiebbar aufnehmen kann. Leitungskuppler 198ii kann eine Schnell-Steckbuchse definieren, dies ist aber nicht ausdrücklich gefordert.
  • Wie 8 darstellt, definiert die vierte Leitung 156 einen metallischen, elektrisch und thermisch leitfähigen Körper, der von der dritten Leitung 142 beabstandet ist. Die vierte Leitung 156 ist im Wesentlichen ähnlich zu der zweiten Leitung 128, auch wenn sie in gespiegelter Konfiguration angeordnet ist. Wie 8 zeigt, beinhaltet die vierte Leitung 156 einen ersten Diodenabschnitt 160, der eine erste Diodenoberfläche 161 definiert und im Wesentlichen ähnlich zu dem ersten Diodenabschnitt 130 der zweiten Leitung 128 ist, und einen zweiten Diodenabschnitt 157, der im Wesentlichen ähnlich zu dem zweiten Diodenabschnitt 132 der zweiten Leitung 128 ist.
  • Wie 8 zeigt, sind die zweite Diodenoberfläche 133 der dritten Leitung 142 und die erste Diodenoberfläche 145 der vierten Leitung 156 so konfiguriert, dass sie die dritte Diode 193 in einem dritten Diodenraum 149 sichern, im Wesentlichen ähnlich zu der ersten Diode 180 im Diodenraum 121. Die dritte Diode 193 ist angeschlossen an dem unteren Oberflächenbereich ihres unteren Kerns, der mit der ersten Diodenoberfläche 161 der vierten Leitung 156 gekoppelt ist, und an dem oberen Oberflächenbereich ihres oberen Kerns, der mit der zweiten Diodenoberfläche 149 der dritten Leitung 142 gekoppelt ist.
  • Wie 8 darstellt, unterstützt der Leitungsrahmen 110 in dem Raum zwischen dem ersten Diodenabschnitt 116 der ersten Leitung 114 und dem zweiten Diodenabschnitt 157 der vierten Leitung 156 kein Schaltkreiselement (wie z. B. eine Diode). In einigen Beispielen jedoch können Schaltkreiselemente, wie z. B. eine zusätzliche Diode oder eine integrierte Schaltung, hier positioniert werden.
  • Wie 1 zeigt, definiert das Modul 100 eine Bohrung 105, die durch das Verkapselungsgehäuse 170 und die darin enthaltenen Elemente führt. In einigen Beispielen kann ein Befestigungsmittel, wie z. B. eine Schraube, durch die Bohrung geführt werden, um das Modul 100 in der Kopplung mit externen Körpern zu sichern. Dies kann beispielsweise nützlich sein, um das Modul 100 an Körpern zu befestigen, die die Fähigkeit haben Wärme, die vom Modul 100 abgeleitet wurde, aufzunehmen, wie z. B. Kühlkörper, Photovoltaikpaneelstrukturen und andere thermisch leitfähige Körper.
  • Wie 3 zeigt, ist das Verkapselungsgehäuse 170 im Wesentlichen rechteckig geformt. Wie 3 zeigt, umschließt das Verkapselungsgehäuse 170 teilweise einen ableitenden Raum 171 an einer ersten Längsseite des Verkapselungsgehäuses 170 und einen Schaltkreisraum 172 an einer zweiten Längsseite des Verkapselungsgehäuses 170 gegenüber der ersten Längsseite. Wie 3 darstellt, definiert das Verkapselungsgehäuse 170 eine elektrisch isolierende Schicht 173 zwischen dem ableitenden Raum 171 und dem Schaltkreisraum 172. Wie 3 zeigt, ist das Verkapselungsgehäuse 170 so konfiguriert, dass es das Wärmeableitungsteil 178 und den Leitungsrahmen 110 in ihrer Position nahe voneinander sichert.
  • Wie 3 zeigt, kann der Leitungsrahmen 110 bei einer oder mehrerer der Ableitungsabschnitte der Leitungen des Leitungsrahmens positioniert sein, die mit der elektrisch isolierenden Schicht 173 gekoppelt sind, wenn das Modul 100 eingebaut ist. Der Verkapselungsstoff 176 kann in den Schaltkreisraum 172 um die umschlossenen Abschnitte des Leitungsrahmens 110 eingebracht werden, um den Leitungsrahmen 110 nahe der elektrisch isolierenden Schicht 173 zu sichern. In einigen Beispielen, kann der Verkapselungsstoff 176 um einen verkapselten Abschnitt eines Leitungsrahmens eingebracht werden, bevor er unter erhöhten Temperaturen dauerhaft ausgehärtet wird. Beispielsweise stellt 3 den Verkapselungsstoff 176 mit einem entfernten Abschnitt dar, der darstellt, wo der verkapselte Abschnitt des Leitungsrahmens positioniert sein wird, wenn das Modul 100 eingebaut ist.
  • Der Verkapselungsstoff 176 kann, in einigen Beispielen, ein flüssigkeits- und stromresistentes Thermofixierungsmaterial definieren. Zusätzlich oder alternativ kann der Verkapselungsstoff 176 ein Ausformungsepoxid (das ebenfalls flüssigkeits- und stromresistente Eigenschaften haben kann) definieren. Die Verwendung eines Epoxids, wie in einigen Beispielen, kann Vorteile gegenüber einigen anderen Verkapselungsmaterialien, wie z. B. Silizium, bereitstellen, die schlechte Wärmeleiter sind. Während diese Offenbarung berücksichtigt, dass verschiedene Beispiele, die das Merkmal des erfinderischen Gegenstands dieser Offenbarung haben, Verkapselungsstoffe beinhalten können, die Silizium einschließen oder definieren, vermerkt diese Offenbarung, dass Beispiele mit Verkapselungsstoffen, die Epoxid einschließen, verbesserte thermische Leitfähigkeitscharakteristiken bereitstellen können im Vergleich zu Beispielen mit einem Silizium-Verkapselungsstoff.
  • Die elektrisch isolierende Schicht 173 definiert eine thermisch leitfähige, elektrisch isolierende Schicht, die sich über den Querschnittsbereich des Verkapselungsgehäuse 179 zwischen dem Schaltkreisraum 172 und dem ableitenden Raum 171 erstreckt. Das Wärmeableitungsteil 178 definiert einen thermisch leitfähigen Körper, hergestellt aus Tonerde, die im Wesentlichen den ableitenden Raum 171 füllt.
  • Wie 7 darstellt, können der Leitungsrahmen 110, die elektrisch isolierende Schicht 173 und das Wärmeableitungsteil 178 jeweils Schichten eines thermisch leitfähigen Pfades bzw. Stegs 102 definieren, der es ermöglicht, Wärme von der Schaltstruktur des Leitungsrahmens 110 abzuleiten. Der thermisch leitfähige Steg 102 kann beispielsweise Wärme, die nahe einem ersten Ende nahe einer oder mehrerer erster Dioden 180, zweiter Dioden 192 und dritter Dioden 193 ist, an ein zweites Ende innerhalb des Umgebungsraums nahe des Wärmeableitungsteils 178 ableiten. Beispielsweise ist der Leitungsrahmen 110 thermisch leitfähig, wodurch es den Dioden des Moduls 100 erlaubt wird, Wärme durch den Leitungsrahmen 110 abzuleiten. Die Nähe des Leitungsrahmens 110 zu der elektrisch isolierenden Schicht 173 erlaubt es dem Leitungsrahmen 110, Wärme zu dem Wärmeableitungsteil 178 abzuleiten und gleichzeitig jeden elektrischen Strom von der elektrisch isolierenden Schicht 173 weg- und zu den Ausgangsanschlüssen des Leitungsrahmens 110 hinzuführen. In einigen Beispielen kann der Verkapselungsstoff 176 ein elektrisch isolierendes, aber thermisch leitfähiges Material definieren, wie z. B. Epoxid, das die Effektivität des Moduls 100, Wärme von dem Leitungsrahmen 110 und den Dioden abzuleiten, erhöhen kann. In zusätzlichen oder alternativen Beispielen kann der Verkapselungsstoff thermisch isolierendes Material definieren, das einen größeren Anteil der Wärme, die von dem Leitungsrahmen 110 abgeleitet wurde, wirksam zur elektrisch isolierenden Schicht 173 führt.
  • Wie 7 zeigt, kann der thermisch leitfähige Steg 102 mit externen Ableitungsstrukturen gekoppelt sein. Beispielsweise kann der thermisch leitfähige Steg 102 mit der Struktur des Paneels 50 gekoppelt sein, indem das Wärmeableitungsteil 178 mit den thermisch leitfähigen Abschnitten des Paneels 50 gekoppelt wird. Dies kann insbesondere nützlich sein, wenn z. B. Abschnitte des Paneels 50 ein thermisch leitfähiges Material beinhalten, wie z. B. ein Metall. Diese Offenbarung vermerkt den Vorteil, den thermisch leitfähigen Steg mit ableitenden Strukturen zu koppeln, die einen großen Oberflächenbereich beinhalten, der dem Umgebungsraum ausgesetzt ist, wie z. B. Glass oder Metall. Dies kann es z. B. dem Modul 100 erlauben das Paneel 50 als einen externen Kühlkörper zu verwenden, und es damit dem Modul 100 erlauben, dass Wärme, die durch die erste Diode 180, die zweite Diode 192 und die dritte Diode 193 erzeugt wurde, an die das Paneel 50 umgebende Umwelt abzuleiten. In einigen Beispielen können ableitende Strukturen externe Kühlkörper anderer Beispiele beinhalten, wie z. B. freistehende Kühlkörper, die in einigen Beispielen ein Design beinhalten, das einen oder mehrere Vorsprünge beinhalt, die so ausgestaltet sind, dass sie den exponierten Oberflächenbereich vergrößern. Wie 5 zeigt, beinhaltet das Paneel 50 z. B. ein Metallgestell 51, das eine Öffnung 49 definiert. In einigen Beispielen kann das Modul 100 an dem Metallgestell 151 befestigt sein unter Verwendung eines Befestigungsmittels, das durch die Bohrung 105 und die Öffnung 49 geführt wird.
  • 9 stellt ein zweites Beispiel eines Diodenzellenmoduls, Modul 200, dar. Das Modul 200 beinhaltet viele ähnliche oder identische Merkmale des Moduls 100, die auf einzigartige und bestimmte Weisen kombiniert wurden. Deshalb wird, der Kürze halber, nicht jedes Merkmal des Moduls 200 überflüssigerweise erklärt. Stattdessen werden die Hauptunterschiede zwischen Modul 200 und Modul 100 im Einzelnen beschrieben, und der Leser sollte die obige Diskussion heranziehen für Merkmale, die bei beiden Diodenzellenmodulen im Wesentlichen ähnlich sind.
  • Wie 9 darstellt, sind viele der in Modul 100 ausgeführten Merkmale nicht beschränkt auf eine bestimmte Form oder Konfiguration. 9 stellt eine Draufsicht auf einen Leitungsrahmen 210 dar, der innerhalb eines Verkapselungsgehäuses 270 mit dem Verkapselungsstoff 276 unterstützt ist, und der im Wesentlichen ähnlich zu der Konfiguration des Moduls 100 ist. Wie der Leitungsrahmen 110, beinhaltet das Modul 200 einen linearen Leitungsrahmen 210, der mit vier Leitungen konfiguriert ist, um Strom durch Modul 200 zu führen und die erste Leitung 214, die zweite Leitung 228, die dritte Leitung 242 und die vierte Leitung 256 beinhaltet. Wie 9 zeigt, sind die internen Leitungen des linearen Leitungsrahmens 210 so konfiguriert, dass Strom über drei Dioden geführt wird, ähnlich zu Leitungsrahmen 110.
  • 9 weist auf die Unterschiede zwischen Modul 200 und Modul 100 hin. 9 stellt dar, dass der Leitungsrahmen 210 eine lineare Konfiguration hat und der Schaltkreis des Moduls 200 physisch einen im Wesentlichen linearen Pfad bildet, im Unterschied zu dem rechteckigen Pfad, der von dem Leitungsrahmen 110 genommen wird. Dennoch ist jede Konfiguration elektrisch gesehen im Wesentlichen die gleiche. Demgemäß stellt Modul 200 dar, dass die hier offenbarten Merkmale nicht notwendigerweise auf eine bestimmte Form beschränkt sein müssen.
  • Des Weiteren weist das Modul 200, wie in 9 gezeigt, eine leicht unterschiedliche Konfiguration auf, sich mit den Paneelleitungen zu verbinden. Wie 8 zeigt, beinhaltet der lineare Leitungsrahmen 210 einen ersten Systemausgangsanschluss 212, der sich von der ersten Leitung 214 erstreckt, und einen zweiten Systemausgangsanschluss 254, der sich von der vierten Leitung 256 erstreckt. Wie 9 außerdem darstellt, beinhaltet der lineare Leitungsrahmen 210 zusätzlich vier Paneelausgangsanschlüsse, wobei sich der erste Paneelausgangsanschluss 280 von der ersten Leitung 214 erstreckt, die von dem ersten Ausgangsanschluss 212 beabstandet ist und sich im Wesentlichen in entgegengesetzter Richtung dazu erstreckt, der zweite Paneelausgangsanschluss 282 sich von der zweiten Leitung 228 erstreckt, der dritte Paneelausgangsanschluss 284 sich von der dritten Leitung 242 erstreckt und der vierte Paneelausgangsanschluss 286 sich von der vierten Leitung 256 erstreckt, die von dem ersten Ausgangsanschluss 254 beabstandet ist und sich im Wesentlichen in entgegengesetzter Richtung dazu erstreckt. Jeder dieser Ausgangsanschlüsse ist so konfiguriert, dass er an Systemkabeln angebracht werden kann, wohingegen jeder Paneelausgangsanschluss so konfiguriert ist, dass er mit Paneelleitungen verbunden werden kann, die sich von einem zugehörigen Paneel erstrecken. Wie 9 zeigt, sind der erste Ausgangsanschluss 214 und der zweite Ausgangsanschluss 254 jeweils an der internen Schaltstruktur angebracht, die getrennt sind von den entsprechenden Paneelleitungen. Dies kann das Modul 200 vereinfachen mit einem angebrachten Paneel und einer Verbindung innerhalb der Anschlussdose. Während viele Beispiele für Diodenzellenmodule vier Ausgangsanschlüsse beinhalten werden, wie z. B. Modul 100, betrachtet diese Offenbarung ebenso, mehr oder weniger Ausgangsanschlüsse aufzuweisen, wie das Beispiel in 9 darstellt.
  • Weiterhin können die Beispiele mehr oder weniger Dioden aufweisen. Beispielsweise können viele Konfigurationen eine oder zwei Dioden aufweisen; dies kann besonders nützlich sein bei kleineren Fotovoltaik-Anlagen. In mehreren solcher Beispiele, werden Ausgangsanschlüsse oft mit den Anoden und Kathoden jeder Diode verbunden.
  • 10 stellt ein zusätzliches oder alternatives Beispiel eines Leitungsrahmens dar, Leitungsrahmen 310. Der Leitungsrahmen 310 beinhaltet viele ähnliche oder identische Merkmale des Leitungsrahmens 110, die auf einzigartige und bestimmte Weisen kombiniert wurden. Deshalb wird, der Kürze halber, nicht jedes Merkmal des Leitungsrahmens 310 überflüssigerweise erklärt. Stattdessen werden die Hauptunterschiede zwischen Leitungsrahmen 310 und Leitungsrahmen 110 im Einzelnen beschrieben und der Leser sollte die obige Diskussion heranziehen für Merkmale, die bei beiden Diodenzellenmodulen im Wesentlichen ähnlich sind.
  • Wie 10 zeigt, ist der Leitungsrahmen 310 im Wesentlichen ähnlich zu dem Leitungsrahmen 110. Wie 10 jedoch zeigt, beinhaltet der Leitungsrahmen 310 zwei zusätzliche Ausgangsanschlüsse: erster Ergänzungsausgangsanschluss 307, der mit der ersten Leitung 314 des Leitungsrahmens 310 verbunden ist und von dem ersten Ausgangsanschluss 312 beabstandet ist, und zweiter Ergänzungsausgangsanschluss 308, der mit der vierten Leitung 356 des Leitungsrahmens 310 verbunden ist und von dem vierten Ausgangsanschluss 354 beabstandet ist. Die Ergänzungsausgangsanschlüsse des Leitungsrahmens 310 erlauben es, dass Systemkabel und Paneelleitungen mit der ersten und vierten Leitung des Leitungsrahmens 310 verbunden werden können, ohne dass die zweilaschige Klemme 199i oder andere elektrische Teilungsvorrichtungen verwendet werden. Auch wenn elektrisch identisch, so führt dies dennoch zu einem einfacheren Design mit weniger Einzelteilen. Dementsprechend ist das Design des Leitungsrahmens 310 weniger anfällig als das Modul 100 für Fehlfunktionen während des Betriebs.
  • Die obige Offenbarung schließt eine Vielzahl von verschiedenen Erfindungen mit unabhängigem Verwendungszweck ein. Obwohl jede dieser Erfindungen in einer bestimmten Form offenbart wurde, sind die speziellen Ausführungsformen, die vorstehend offenbart und dargestellt wurden, nicht in einer einschränkenden Weise zu verstehen, da zahlreiche Variationen möglich sind. Der Gegenstand der Erfindungen beinhaltet vollkommen neuartige und nicht offensichtliche Kombinationen und Unterkombinationen von verschiedenen Elementen, Merkmalen, Funktionen und/oder Eigenschaften, die vorstehend offenbart sind und dem Fachmann auf dem Gebiet dieser Erfindungen geläufig sind. Wo immer die Offenbarung oder nachträglich eingereichte Ansprüche „ein” Element, „ein erstes” Element oder einen entsprechenden Ausdruck nennt, sollen die Offenbarung oder die Ansprüche so verstanden werden, dass sie eine oder mehrere solcher Elemente umfasst, wobei zwei oder mehrere solcher Elemente weder benötigt noch ausgeschlossen sind.
  • Der (die) Erfinder behalten sich das Recht vor, Ansprüche vorzulegen, die auf Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Erfindungen gerichtet sind, und die für neuartig und nicht offensichtlich gehalten werden. Erfindungen, die in anderen Kombinationen oder Unterkombinationen von Merkmalen, Funktionen, Elementen und/oder Eigenschaften ausgeführt sind, können durch Abänderung dieser Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in der vorliegenden Anmeldung oder in einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche abgeänderten oder neuen Ansprüche, ob sie nun auf dieselbe Erfindung oder eine andere Erfindung gerichtet sind und ob sie im Umfang unterschiedlich, breiter, enger oder gleich mit den ursprünglichen Ansprüchen sind, werden als im Umfang des Gegenstands der hier beschriebenen Erfindungen angesehen.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die in dieser Anmeldung beschriebenen Erfindungen können durch eine Vielzahl von industriellen Prozessen, einschließlich durch mechanische Montagetechniken oder elektronische Fertigungstechniken, hergestellt werden. Weiterhin können die hier beschriebenen Erfindungen in industriellen Kontexten verwendet werden, einschließlich z. B. Anwendungen in der Stromindustrie, wie zum Beispiel zur Verwendung in Bypass-Schaltkreisen in Fotovoltaiksystemen.
  • Die oben beschriebenen Erfindungen können alternativ gemäß der folgenden, nicht beschränkenden Ausführungsformen beschrieben werden:
  • In einer ersten Ausführungsform eines Diodenzellenmodul zur Verwendung in Fotovoltaiksystemen einschließlich Fotovoltaikpaneele, kann das Diodenzellenmodul einen elektrisch leitfähigen Leitungsrahmen und eine Diode beinhalten. In einigen Ausführungsformen, kann der Leitungsrahmen einen ersten Ausgangsanschluss, eine erste Leitung, die sich von dem ersten Ausgangsanschluss erstreckt, eine von der ersten Leitung beabstandtete zweite Leitung, und einen zweiten Ausgangsanschluss beinhalten. In der ersten Ausführungsform kann die erste Leitung einen Basisabschnitt, der mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist, und einen Diodenabschnitt, der sich quer zu dem ersten Ausgangsanschluss von dem Basisabschnitt erstreckt, definieren. In der ersten Ausführungsform kann die zweite Leitung einen Basisabschnitt und einen Diodenabschnitt definieren, der sich im Wesentlichen parallel zu dem Diodenabschnitt der ersten Leitung von dem Basisabschnitt erstreckt. In der ersten Ausführungsform kann sich der zweite Ausgangsanschluss von dem Basisabschnitt der zweiten Leitung erstrecken. In einigen Beispielen der ersten Ausführungsform kann die Diode in elektrischem Kontakt mit dem Diodenabschnitt der ersten Leitung und mit dem Diodenabschnitt der zweiten Leitung stehen.
  • In einigen Beispielen der ersten Ausführungsform kann die Diode eine erste Diode definieren, der Diodenabschnitt der zweiten Leitung kann einen ersten Diodenabschnitt der zweiten Leitung definieren und die zweite Leitung kann einen zweiten Diodenabschnitt definieren, der sich im Wesentlichen quer zu dem ersten Diodenabschnitt der zweiten Leitung von dem Basisabschnitt erstreckt. In einigen Beispielen der ersten Ausführungsform kann der Leitungsrahmen zusätzlich oder alternativ eine von der zweiten Leitung beabstandete dritte Leitung beinhalten, wobei die dritte Leitung einen Basisabschnitt und einen Diodenabschnitt definiert, der sich im Wesentlichen parallel zu dem zweiten Diodenabschnitt der zweiten Leitung von dem Basisabschnitt der dritten Leitung erstreckt. Einige Beispiele der ersten Ausführungsform mit einer dritten Leitung können zusätzlich oder alternativ beinhalten einen dritten Ausgangsanschluss, der sich von dem Basisabschnitt der dritten Leitung erstreckt, und eine zweite Diode, die an den Diodenabschnitt der dritten Leitung und dem zweiten Diodenabschnitt der zweiten Leitung angeschlossen ist.
  • In einigen Beispielen der ersten Ausführungsform kann das Fotovoltaikpaneel eine erste Reihung von Fotovoltaikzellen beinhalten, die einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss definieren, und eine zweite Reihung von Fotovoltaikzellen, die einen positiven und einen negativen Anschluss definieren. In einigen Ausführungsformen der ersten Ausführungsform mit einem Fotovoltaikpaneel, das eine erste Reihung und eine zweite Reihung definiert, kann das Fotovoltaikpaneel zusätzlich oder alternativ eine erste Paneelleitung definieren, die elektrisch mit dem positiven Anschluss der ersten Reihung und dem ersten Ausganganschluss verbunden ist, eine zweite Paneelleitung, die elektrisch mit dem negativen Anschluss der ersten Reihung, dem positiven Anschluss der zweiten Reihung und dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden ist, und eine dritte Paneelleitung, die elektrisch mit dem negativen Anschluss der zweiten Reihung und dem dritten Ausgangsanschluss verbunden ist.
  • In einigen Ausführungsformen der ersten Ausführungsform, können die Dioden Dies beinhalten, die untere Die-Bereiche und obere Die-Bereichs-Vorsprünge definieren, die die oberen Die-Bereiche umgeben, elektrisch leitfähige obere Die-Schnittstellen, die im Wesentlichen in die oberen Die-Bereichs-Vorsprünge eingepasst sind, und elektrisch leitfähige untere Die-Schnittstellen, die im Wesentlichen mit den gesamten unteren Die-Bereichen gekoppelt sind, wobei die elektrisch leitfähige untere Die-Schnittstelle einen unteren Oberflächenbereich fern des Die definiert. In einigen Beispielen der ersten Ausführungsform, die eine Diode mit einer unteren Die-Schnittstelle beinhaltet, ist entweder der Diodenabschnitt der ersten Leitung oder der Diodenabschnitt der zweiten Leitung an einen Großteil des unteren Oberflächenbereichs der unteren Die-Schnittstelle angeschlossen.
  • Einige Beispiele der ersten Ausführungsform können zusätzlich oder alternativ ein Verkapselungsgehäuse beinhalten, wobei die Verkapselung einen Schaltkreisraum umschließt, der die Diode, die erste Leitung und die zweite Leitung wenigstens teilweise umschließt. Einige Ausführungsformen, die ein Verkapselungsgehäuse beinhalten, das einen Schaltkreisraum definiert, können zusätzlich oder alternativ einen Verkapselungsstoff beinhalten, der in dem Schaltkreisraum angeordnet ist, wobei der Verkapselungsstoff ein flüssigkeits- und stromresistentes Thermofixierungsmaterial definiert, das um einen verkapselten Abschnitt des Leitungsrahmens herum ausgeformt ist. In einigen Ausführungsformen, die einen Verkapselungsstoff beinhalten, kann der Verkapselungsstoff ein Ausformungsepoxid sein.
  • In einigen Beispielen der ersten Ausführungsform, die ein Verkapselungsgehäuse beinhalten, kann das Verkapselungsgehäuse eine Isolationsschicht definieren, die an den Schaltkreisraum angrenzt und einen ableitenden Raum, der an die Isolationsschicht fern dem Schaltkreisraum angrenzt. Einige Ausführungsformen können zusätzlich oder alternativ ein thermisch leitfähiges Wärmeableitungsteil beinhalten, das in dem ableitenden Raum angeordnet ist.
  • In einer zweiten Ausführungsform eines Diodenzellenmoduls zur Verwendung in Fotovoltaik-Stromerzeugungssystemen, die ein Fotovoltaikpaneel beinhalten, kann das Diodenzellenmodul einen Leitungsrahmen und eine Diode beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Leitungsrahmen eine thermisch und elektrisch leitfähige erste Leitung beinhalten, wobei die erste Leitung einen Basisabschnitt und einen Diodenabschnitt definiert, der sich von dem Basisabschnitt erstreckt.
  • In einigen Beispielen der zweiten Ausführungsform kann der Leitungsrahmen eine thermisch und elektrisch leitfähige zweite Leitung beinhalten, die einen Diodenabschnitt definiert, der von dem Diodenabschnitt der ersten Leitung beabstandet ist, einen Verbindungsabschnitt, der sich von dem zweiten Leitungsdiodenabschnitt erstreckt und einen Basisabschnitt, der mit dem Verbindungsabschnitt fern der Diodenoberfläche der zweiten Leitung verbunden ist, wobei der Basisabschnitt vertikal mit dem Basisabschnitt der ersten Leitung ausgerichtet ist.
  • In einigen Beispielen der zweiten Ausführungsform kann die Diode in elektrischem Kontakt mit dem ersten Leitungsdiodenabschnitt und dem zweiten Leitungsdiodenabschnitt stehen.
  • In einigen Beispielen der zweiten Ausführungsform kann der Leitungsrahmen einen Verbindungsabschnitt beinhalten, wobei der Verbindungsabschnitt gewinkelt sein kann, um den Oberflächenbereich des Basisabschnitts im Wesentlichen zu maximieren.
  • Einige Beispiele der zweiten Ausführungsform können zusätzlich oder alternativ einen thermisch leitfähigen Steg beinhalten, der sich von einem ersten Ende nahe der Diode zu einem zweiten Ende, das von der Diode beabstandet ist, erstreckt, wobei der thermisch leitfähige Steg konfiguriert ist, um Wärme durch eine oder mehrere thermisch leitfähige Schichten abzuleiten.
  • In einigen Beispielen der zweiten Ausführungsform, die einen thermisch leitfähigen Steg beinhalten, kann die erste Leitung mit dem ersten Ende des thermisch leitfähigen Stegs gekoppelt sein. In einigen Ausführungsformen, die einen thermisch leitfähigen Steg beinhalten, kann eine Schicht des thermisch leitfähigen Stegs ein metallisches Wärmeableitungsteil beinhalten. In einigen Ausführungsformen, die ein metallisches Wärmeableitungsteil beinhalten, kann das metallische Wärmeableitungsteil mit einer externen Ableitungsstruktur gekoppelt sein.
  • In einigen Beispielen der zweiten Ausführungsform beinhaltet der thermisch leitfähige Steg eine elektrisch isolierende und thermische leitfähige Isolationsschicht.
  • In einigen Beispielen der zweiten Ausführungsform kann der Leitungsrahmen eine dritte Leitung beinhalten, die von der zweiten Leitung beabstandet ist, eine zweite Diode, die zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung verbunden ist, eine vierte Leitung, die von der dritten Leitung beabstandet ist, und eine dritte Diode, die zwischen der dritten Leitung und der vierten Leitung verbunden ist.
  • In einigen Beispielen der zweiten Ausführungsform, die einen thermisch leitfähigen Steg, eine dritte Leitung und eine vierte Leitung beinhaltet, kann der thermisch leitfähige Steg mit wenigstens einem Abschnitt der ersten Leitung, wenigstens einem Abschnitt der zweiten Leitung, wenigstens einem Abschnitt der dritten Leitung und wenigstens einem Abschnitt der vierten Leitung gekoppelt sein.
  • In einigen Beispielen der zweiten Ausführungsform, die einen thermisch leitfähigen Steg beinhalten, kann das Fotovoltaikpaneel eine thermisch leitfähige Oberfläche definieren, und der thermisch leitfähige Steg kann mit der thermisch leitfähigen Oberfläche des Paneels gekoppelt sein.
  • In einer dritten Ausführungsform eines Diodenzellenmoduls zur Verwendung in Fotovoltaikstromerzeugungssystemen mit einem Fotovoltaikpaneel kann das Diodenzellenmodul eine Diode und einen Leitungsrahmen beinhalten. In der dritten Ausführungsform beinhaltet die Diode eine obere Die-Schnittstelle, eine untere Die-Schnittstelle, die einen unteren Oberflächenbereich definiert, und ein Die, das einen unteren Die-Bereich definiert, wobei ein Großteil des unteren Die-Bereichs mit der unteren Die-Schnittstelle gekoppelt ist. In der dritten Ausführungsform kann der Leitungsrahmen einen ersten Ausgangsanschluss beinhalten, eine elektrisch leitfähige erste Leitung, die sich von dem ersten Ausgangsanschluss erstreckt, wobei die erste Leitung einen Diodenabschnitt definiert, der eine Diodenoberfläche definiert, mit einem größeren Oberflächenbereich als der untere Oberflächenbereich, eine elektrisch leitfähige zweite Leitung, die von der ersten Leitung beabstandet ist, wobei die zweite Leitung einen Diodenabschnitt definiert, der elektrisch mit der oberen Die-Schnittstelle verbunden ist, und einen zweiten Ausgangsanschluss, der sich von der zweiten Leitung erstreckt. In einigen Ausführungsformen kann die Diode zwischen der Diodenoberfläche der ersten Leitung und der Diodenoberfläche der zweiten Leitung verbunden sein, wobei im Wesentlichen der gesamte untere Oberflächenbereich mit der Diodenoberfläche der ersten Leitung gekoppelt ist.
  • In einigen Ausführungsformen mit einer Diode, die ein Die definiert, kann das Die einen oberen Die-Bereich definieren, wobei die obere Die-Schnittstelle mit einem Großteil des oberen Die-Bereichs gekoppelt ist und einen oberen Oberflächenbereich definiert. In einigen Ausführungsformen mit Dioden, die obere Oberflächenbereiche definieren, kann im Wesentlichen der gesamte obere Oberflächenbereich mit der zweiten Leitung gekoppelt sein.
  • In einigen Ausführungsformen mit Dioden, die untere Oberflächenbereiche definieren, kann der untere Oberflächenbereich der unteren Die-Schnittstelle im Wesentlichen ähnlich oder größer als der untere Die-Bereich sein.

Claims (20)

  1. Diodenzellenmodul zur Verwendung in Fotovoltaiksystemen mit einem Fotovoltaikpaneel, umfassend: einen elektrisch leitfähigen Leitungsrahmen, beinhaltend: einen ersten Ausgangsanschluss; eine erste Leitung, die sich von dem ersten Ausgangsanschluss erstreckt, wobei die erste Leitung definiert: einen Basisabschnitt, der mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist; und einen Diodenabschnitt, der sich quer zu dem ersten Ausgangsanschluss von dem Basisabschnitt erstreckt; eine zweite Leitung, die von der ersten Leitung beabstandet ist, wobei die zweite Leitung definiert: einen Basisabschnitt; und einen Diodenabschnitt, der sich im Wesentlichen parallel zu dem Diodenabschnitt der ersten Leitung von dem Basisabschnitt erstreckt; und einen zweiten Ausgangsanschluss, der sich von dem Basisabschnitt der zweiten Leitung erstreckt; und eine Diode, die in elektrischem Kontakt mit dem Diodenabschnitt der ersten Leitung und dem Diodenabschnitt der zweiten Leitung steht.
  2. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei: die Diode eine erste Diode definiert; der Diodenabschnitt der zweiten Leitung einen ersten Diodenabschnitt der zweiten Leitung definiert; und die zweite Leitung einen zweiten Diodenabschnitt definiert, der sich im Wesentlichen quer zu dem ersten Diodenabschnitt der zweiten Leitung von dem Basisabschnitt erstreckt; und weiterhin umfassend: eine dritte Leitung, die von der zweiten Leitung beabstandet ist, wobei die dritte Leitung definiert: einen Basisabschnitt; und einen Diodenabschnitt, der sich im Wesentlichen parallel zu dem zweiten Diodenabschnitt der zweiten Leitung von dem Basisabschnitt der dritten Leitung erstreckt; einen dritten Ausgangsanschluss, der sich von dem Basisabschnitt der dritten Leitung erstreckt; und eine zweite Diode, die an dem Diodenabschnitt der dritten Leitung und dem zweiten Diodenabschnitt der zweiten Leitung angeschlossen ist.
  3. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 2, wobei das Fotovoltaikpaneel beinhaltet: eine erste Reihung Fotovoltaikzellen, die einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss definiert; eine zweite Reihung Fotovoltaikzellen, die einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss definiert; eine erste Paneelleitung, die elektrisch mit dem positiven Anschluss der ersten Reihung und dem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist; eine zweite Paneelleitung, die elektrisch mit dem negativen Anschluss der ersten Reihung, dem positiven Anschluss der zweiten Reihung und dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden ist; und eine dritte Paneelleitung, die elektrisch mit dem negativen Anschluss der zweiten Reihung und dem dritten Ausgangsanschluss verbunden ist.
  4. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 1, wobei: die Diode beinhaltet: ein Die, das einen unteren Die-Bereich und einen oberen Die-Bereichs-Vorsprung definiert, die einen oberen Die-Bereich umgibt; eine elektrisch leitfähige obere Die-Schnittstelle, die im Wesentlichen in den oberen Die-Bereichs-Vorsprung eingepasst ist; und eine elektrisch leitfähige untere Die-Schnittstelle, die im Wesentlichen mit dem gesamten unteren Die-Bereich gekoppelt ist, wobei die elektrisch leitfähige untere Die-Schnittstelle einen unteren Oberflächenbereich fern des Die definiert; und wobei entweder der Diodenabschnitt der ersten Leitung oder der Diodenabschnitt der zweiten Leitung an einen Großteil des unteren Oberflächenbereichs der unteren Die-Schnittstelle angeschlossen ist.
  5. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein Verkapselungsgehäuse, wobei die Verkapselung einen Schaltkreisraum umschließt, der die Diode, die erste Leitung und die zweite Leitung wenigstens teilweise umschließt; und einen Verkapselungsstoff, der in dem Schaltkreisraum angeordnet ist, wobei der Verkapselungsstoff ein flüssigkeits- und stromresistentes Thermofixierungsmaterial definiert, das um einen verkapselten Abschnitt des Leitungsrahmens herum ausgeformt ist.
  6. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 5, wobei der Verkapselungsstoff ein Ausformungsepoxid ist.
  7. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 5, wobei das Verkapselungsgehäuse definiert: eine Isolationsschicht, die an den Schaltkreisraum angrenzt; und einen ableitenden Raum, der an die Isolationsschicht fern dem Schaltkreisraum angrenzt.
  8. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 0, weiterhin umfassend ein thermisch leitfähiges Wärmeableitungsteil, das in dem ableitenden Raum angeordnet ist.
  9. Diodenzellenmodul zur Verwendung in Fotovoltaiksystemen mit einem Fotovoltaikpaneel, umfassend: einen Leitungsrahmen, beinhaltend: eine thermisch leitfähige und elektrisch leitfähige erste Leitung, wobei die erste Leitung definiert: einen Basisabschnitt; und einen Diodenabschnitt, der sich von dem Basisabschnitt erstreckt; eine thermisch leitfähige und elektrisch leitfähige zweite Leitung, wobei die zweite Leitung definiert: einen Diodenabschnitt, beabstandet von dem Diodenabschnitt der ersten Leitung; einen Verbindungsabschnitt, der sich von dem zweiten Leitungsdiodenabschnitt erstreckt; und einen Basisabschnitt, der mit dem Verbindungsabschnitt fern der Diodenfläche der zweiten Leitung verbunden ist, wobei der Basisabschnitt vertikal mit dem Basisabschnitt der ersten Leitung ausgerichtet ist; und eine Diode, die in elektrischem Kontakt mit dem ersten Leitungsdiodenabschnitt und dem zweiten Leitungsdiodenabschnitt steht.
  10. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 9, wobei der Verbindungsabschnitt gewinkelt ist, um den Oberflächenbereich des Basisabschnitts im Wesentlichen zu maximieren.
  11. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 9, weiterhin umfassend einen thermisch leitfähigen Steg, der sich von einem ersten Ende nahe der Diode zu einem zweiten Ende, das von der Diode beabstandet ist, erstreckt, wobei der thermisch leitfähige Steg konfiguriert ist, um Wärme durch eine oder mehrere thermisch leitfähige Schichten abzuleiten.
  12. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 11, wobei die erste Leitung mit dem ersten Ende des thermisch leitfähigen Stegs gekoppelt ist.
  13. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 11, wobei eine Schicht des thermisch leitfähigen Stegs ein metallisches Wärmeableitungsteil beinhaltet.
  14. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 13, wobei das metallische Wärmeableitungsteil mit einer externen Ableitungsstruktur gekoppelt ist.
  15. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 11, wobei der thermisch leitfähige Steg eine elektrisch isolierende und thermisch leitfähige Isolationsschicht beinhaltet.
  16. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 11, wobei der Leitungsrahmen beinhaltet: eine dritte Leitung, die von der zweiten Leitung beabstandet ist; eine zweite Diode, die zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung verbunden ist; eine vierte Leitung, die von der dritten Leitung beabstandet ist; und eine dritte Diode, die zwischen der dritten Leitung und der vierten Leitung verbunden ist; und wobei der thermisch leitfähige Steg mit wenigstens einem Abschnitt der ersten Leitung, wenigstens einem Abschnitt der zweiten Leitung, wenigstens einem Abschnitt der dritten Leitung und wenigstens einem Abschnitt der vierten Leitung gekoppelt ist.
  17. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 11, wobei: das Fotovoltaikpaneel eine thermisch leitfähige Oberfläche definiert; und der thermisch leitfähige Steg mit der thermisch leitfähigen Oberfläche des Panels gekoppelt ist.
  18. Diodenzellenmodul zur Verwendung in Fotovoltaiksystemen mit einem Fotovoltaikpaneel, umfassend: eine Diode, beinhaltend: eine obere Die-Schnittstelle; eine untere Die-Schnittstelle, die einen unteren Oberflächenbereich definiert; und ein Die, das einen unteren Die-Bereich definiert, wobei ein Großteil des unteren Die-Bereichs mit der unteren Die-Schnittstelle gekoppelt ist; einen Leitungsrahmen, beinhaltend: einen ersten Ausgangsanschluss; eine elektrisch leitfähige erste Leitung, die sich von dem ersten Ausgangsanschluss erstreckt, wobei die erste Leitung einen Diodenabschnitt definiert, der eine Diodenoberfläche definiert, mit einem größeren Oberflächenbereich als der untere Oberflächenbereich; eine elektrisch leitfähige zweite Leitung, die von der ersten Leitung beabstandet ist, wobei die zweite Leitung einen Diodenabschnitt definiert, der elektrisch mit dem oberen Die-Anschluss verbunden ist; und einen zweiten Ausgangsanschlusses, der sich von der zweiten Leitung erstreckt; und wobei die Diode zwischen der Diodenoberfläche der ersten Leitung und der Diodenoberfläche der zweiten Leitung verbunden ist, wobei im Wesentlichen der gesamte untere Oberflächenbereich mit der Diodenoberfläche der ersten Leitung gekoppelt ist.
  19. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 18, wobei; das Die einen oberen Die-Bereich definiert; wobei die obere Die-Schnittstelle: mit einem Großteil des oberen Die-Bereichs gekoppelt ist; und einen oberen Oberflächenbereich definiert, wobei im Wesentlichen der gesamte obere Oberflächenbereich mit der zweiten Leitung gekoppelt ist.
  20. Diodenzellenmodul gemäß Anspruch 18, wobei der untere Oberflächenbereich der unteren Die-Schnittstelle im Wesentlichen ähnlich oder größer als der untere Die-Bereich ist.
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