JP2011091190A

JP2011091190A - 太陽電池用素子装置

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Publication number: JP2011091190A
Application number: JP2009243145A
Authority: JP
Inventors: Shinji Muramatsu; 真司村松; Masayuki Tsuruoka; 政行鶴岡
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2011-05-06

Abstract

【課題】本発明は、整流素子を搭載する放熱板の放熱面積を十分に確保することができ、放熱効率を向上することができる太陽電池用素子装置を提供する。
【解決手段】太陽電池用素子装置１は、第１の太陽電池２１の一方の極に接続される第１の放熱板１５と、第１の太陽電池２１の他方の極に接続され、第１の放熱板１５の一部を重複させかつ離間させて配設された第２の放熱板１６と、第１の放熱板１５と第２の放熱板１６との重複した領域であって双方の間に配設され、第２の放熱板１６に第１の主電極１１Ａが接続されるとともに第１の放熱板１５に第２の主電極１１Ｃが接続される第１の整流素子１１とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池用素子装置に関し、特に太陽電池パネルを複数配列した太陽電池モジュールに装着される太陽電池用素子装置に関する。

太陽光のエネルギを電気エネルギに変換する太陽光発電システムの開発が進められている。この太陽光発電システムは、安全性が高く、温室効果ガスの排出量を削減することができる等の利点を備えている。

例えば、一般家庭用の太陽光発電システムは、家屋の屋根上に配設された太陽電池パネルを備え、この太陽電池パネルによって発生させた直流電流を家電製品に供給する構成である。太陽電池パネルによって発生させた直流電流は、直接的に家電製品に供給され、又バッテリィに一旦蓄電した後にこのバッテリィから間接的に家電製品に供給されている。

下記特許文献１には、太陽光発電システムに装備される太陽電池モジュール用端子ボックスが開示されている。太陽電池パネルは複数個例えば３個を電気的に直列に接続して太陽電池モジュールを構築し、この太陽電池モジュールにおいては逆流を防止する整流素子が必要である。太陽電池モジュール用端子ボックスにはこの整流素子が配設されている。

太陽電池モジュール用端子ボックスにおいて、整流素子にはプレスフィット構造を有するバイパスダイオードが使用され、３個の第１〜第３のバイパスダイオードが電気的に直列に配列されている。太陽電池モジュール用端子ボックスの内部には、一方向に平面的に順次配列された第１の端子板、第１の中継端子板、第２の中継端子板、第２の端子板の合計４枚が配設されている。第１の端子板には、太陽電池モジュールの正極に接続されるケーブルが接続され、カソード電極を電気的に接続した状態で第１のバイパダイオードが圧入されている（プレスフィットがなされている）。第２の端子板には、太陽電池モジュールの負極に接続されるケーブルが接続され、アノード電極を電気的に接続した状態で第３のバイパダイオードが圧入されている。第２の中継端子板には、アノード電極を電気的に接続した状態で第２のバイパスダイオードが圧入されている。

第１のバイパスダイオードのアノード電極はそれから導出された接続ピンを折り曲げて第１の中継端子板に抵抗溶接若しくは半田接合により電気的に接続されている。第２のバイパスダイオードのカソード電極はそれから導出された接続ピンを折り曲げて第１の中継端子板に同様の手法により電気的に接続されている。第３のバイパスダイオードのカソード電極はそれから導出された接続ピンを折り曲げて第２の中継端子板に同様の手法により電気的に接続されている。

このように構成される太陽電池モジュール用端子ボックスにおいては、第１の中継端子板を備え、第１のバイパスダイオードを第２及び第３のバイパスダイオードに対して逆極性としたことにより、ケーブルに直接接続される第１の端子板に第１のバイパスダイオードを実装し、他のケーブルに直接接続される第２の端子板に第３のバイパスダイオードを実装することができるので、第１〜第３のバイパスダイオードの動作により発生する熱をケーブルを通して効率良く放出することができる。

特開２００７−１２８９７２号公報

しかしながら、前述の特許文献１に開示された太陽電池モジュール用端子ボックスにおいては、以下の点について配慮がなされていなかった。太陽電池モジュール用端子ボックスにおいては、その容積が限られた内部に第１の端子板、第１の中継端子板、第２の中継端子板、第２の端子板の合計４枚の端子板を平面的に配列している。このため、第１の端子板、第２の中継端子板、第２の端子板のそれぞれにおいては十分な放熱面積を確保することができないので、太陽電池モジュール用端子ボックスのほう熱効率が十分に得られなかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものである。従って、本発明は、整流素子を搭載する放熱板の放熱面積を十分に確保することができ、放熱効率を向上することができる太陽電池用素子装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の実施例に係る特徴は、太陽電池用素子装置において、第１の太陽電池の一方の極に接続される第１の放熱板と、第１の太陽電池の他方の極に接続され、第１の放熱板の一部を重複させかつ離間させて配設された第２の放熱板と、第１の放熱板と第２の放熱板との重複した領域であって双方の間に配設され、第２の放熱板に第１の主電極が接続されるとともに第１の放熱板に第２の主電極が接続される第１の整流素子とを備える。

また、実施例の特徴に係る太陽電池用素子装置において、第１の太陽電池の他方の極に一方の極が直列に接続された第２の太陽電池の他方の極に接続され、第２の放熱板の一部を重複させかつ離間させて配設された第３の放熱板と、第２の放熱板と第３の放熱板との重複した領域であって双方の間に配設され、第３の放熱板に第３の主電極が接続されるとともに第２の放熱板に第４の主電極が接続される第２の整流素子と、第２の太陽電池の他方の極に一方の極が直列に接続された第３の太陽電池の他方の極に接続され、第３の放熱板の一部を重複させかつ離間させて配設された第４の放熱板と、第３の放熱板と第４の放熱板との重複した領域であって双方の間に配設され、第４の放熱板に第５の主電極が接続されるとともに第３の放熱板に第６の主電極が接続される第３の整流素子と、を更に備えることが好ましい。

実施例の特徴に係る太陽電池用素子装置において、第１の整流素子の前記第１の主電極は第２の放熱板の第１の表面に接続され、第２の整流素子の第４の主電極は第２の放熱板の第１の表面とは対向する第２の表面に接続されるとともに、第２の整流素子の第３の主電極は第３の放熱板の第３の表面に接続され、第３の整流素子の第６の主電極は第３の放熱板の第３の表面とは対向する第４の表面に接続されることが好ましい。

実施例の特徴に係る太陽電池用素子装置において、第２の放熱板、第３の放熱板のそれぞれはクランク状の断面形状を有し、第１の整流素子の第１の主電極と第２の放熱板との接続位置が第２の整流素子の第３の主電極と第３の放熱板との接続位置と同一平面上に設定され、かつ第２の整流素子の第４の主電極と第２の放熱板との接続位置が第３の整流素子の第６の主電極と第３の放熱板との接続位置と同一平面上に設定されていることが好ましい。

更に、実施例の特徴に係る太陽電池用素子装置において、第１の整流素子、第２の整流素子、第３の整流素子はいずれもフレーム型構造又はボタン型構造を有することが好ましい。

本発明によれば、整流素子を搭載する放熱板の放熱面積を十分に確保することができ、放熱効率を向上することができる太陽電池用素子装置を提供することができる。

本発明の実施例１に係る太陽電池用素子装置の側面断面図である。実施例１に係る太陽電池用素子装置の平面図である。実施例１に係る太陽電池用素子装置及び太陽電池モジュールの回路図である。実施例１に係る太陽電池用素子装置の整流素子の側面断面図である。図４に示す整流素子の斜視図である。図４に示す整流素子の平面図である。本発明の実施例２に係る太陽電池用素子装置の側面断面図である。本発明の実施例２に係る太陽電池用素子装置の整流素子の斜視図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

また、以下に示す実施例はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（実施例１）
本発明の実施例１は、３個の太陽電池パネル（太陽電池）を電気的に直列に接続した太陽電池モジュールに装着される太陽電池用素子装置（太陽電池用ジャンクションボックス）に本発明を適用した例を説明するものである。

［太陽電池モジュール及び太陽電池用素子装置の回路構成］
図３に示すように、実施例１に係る太陽電池用素子装置１は太陽電池モジュール２に装着（電気的に接続）されている。太陽電池モジュール２は、第１の太陽電池（第１の太陽電池パネル）２１、第２の太陽電池（第２の太陽電池パネル）２２、第３の太陽電池（太陽電池パネル）２３のそれぞれを電気的に直列に接続し、１つのモジュールとして構築されている。第１の太陽電池２１、第２の太陽電池２２、第３の太陽電池２３においては、図３中、いずれも左側が正極（プラス極）、右側が負極（マイナス極）である。

太陽電池用素子装置１は、太陽電池モジュール２の第１の太陽電池２１、第２の太陽電池２２及び第３の太陽電池２３の直列個数に対応させて、第１の整流素子１１、第２の整流素子１２及び第３の整流素子１３の合計３個を備えている。第１の整流素子１１、第２の整流素子１２及び第３の整流素子１３は、いずれも太陽電池モジュール２において生成された起電力の逆流を防止する逆流防止素子として使用され、実施例１においてダイオード更に詳細にはフレーム型構造を有するダイオード（プレートタイプダイオード）により構成されている。

第１の整流素子１１は、図３更に図４乃至図６に示すように、第１の太陽電池２１の負極に接続された第１の主電極（アノード電極）１１Ａ及び第１の太陽電池２１の正極に接続された第２の主電極（カソード電極）１１Ｃを有し、第１の太陽電池２１に電気的に並列に接続されている。同様に、第２の整流素子１２並びに第３の整流素子１３は、ここでは第１の整流素子１１と同一構造を有する同一種類のダイオードを使用している。第２の整流素子１２は、第２の太陽電池２２の負極に接続された第３の主電極（アノード電極）１２Ａ及び第２の太陽電池２２の正極に接続された第４の主電極（カソード電極）１２Ｃを有し、第２の太陽電池２２に電気的に並列に接続されている。第３の整流素子１３は、第３の太陽電池２３の負極に接続された第５の主電極（アノード電極）１３Ａ及び第３の太陽電池２３の正極に接続された第６の主電極（カソード電極）１３Ｃを有し、第３の太陽電池２３に電気的に並列に接続されている。第１の整流素子１１、第２の整流素子１２及び第３の整流素子１３は、電気的に直列に接続されている。

なお、実施例１においては、太陽電池用素子装置１は３個の第１の整流素子１１、第２の整流素子１２及び第３の整流素子１３により構成されているが、この配列個数は限定されるものではない。例えば、太陽電池モジュール２に２個の太陽電池が配設される場合には太陽電池用素子装置１は２個の整流素子を備え、太陽電池モジュール２に４個以上の太陽電池が配設される場合には太陽電池用素子装置１は４個以上の整流素子を備えている。

［太陽電池用素子装置の装置構造］
実施例１に係る太陽電池用素子装置１は、図１乃至図６に示すように、第１の太陽電池２１の一方の極（正極）に接続される第１の放熱板１５と、第１の太陽電池２１の他方の極（負極）に接続され、第１の放熱板１５の一部を重複させかつ離間させて配設された第２の放熱板１６と、第１の放熱板１５と第２の放熱板１６との重複した領域であって双方の間に配設され、第２の放熱板１６に第１の主電極１１Ａが接続されるとともに第１の放熱板１５に第２の主電極１１Ｃが接続される第１の整流素子１１と、第１の太陽電池２１の他方の極（負極）に一方の極（正極）が直列に接続された第２の太陽電池２２の他方の極（負極）に接続され、第２の放熱板１６の一部を重複させかつ離間させて配設された第３の放熱板１７と、第２の放熱板１６と第３の放熱板１７との重複した領域であって双方の間に配設され、第３の放熱板１７に第３の主電極１２Ａが接続されるとともに第２の放熱板１６に第４の主電極１２Ｃが接続される第２の整流素子１２と、第２の太陽電池２２の他方の極（負極）に一方の極（正極）が直列に接続された第３の太陽電池２３の他方の極（負極）に接続され、第３の放熱板１７の一部を重複させかつ離間させて配設された第４の放熱板１８と、第３の放熱板１７と第４の放熱板１８との重複した領域であって双方の間に配設され、第４の放熱板１８に第５の主電極１３Ａが接続されるとともに第３の放熱板１７に第６の主電極１３Ｃが接続される第３の整流素子１３とを備えている。

第１の放熱板１５、第２の放熱板１６、第３の放熱板１７及び第４の放熱板１８は、ケース１００内部に収納されている。ケース１００内部には樹脂封止体１９が充填され、樹脂封止体１９は第１の整流素子１１、第２の整流素子１２及び第３の整流素子１３のそれぞれを気密に封止する。

［整流素子の構造］
第１の整流素子１１は、図４乃至図６に示すように、フレーム型構造を有し、図４中、下面中央から右側に引き出された第１の電極１１２Ａと、中央から上面左側に引き出された第２の電極１１２Ｃと、第１の電極１１２Ａの中央と第２の電極１１２Ｃの中央との間に実装されたダイオードチップ１１１と、このダイオードチップ１１１、第１の電極１１２Ａの一部及び第２の電極１１２Ｃの一部を封止する封止体１１３とを備えている。

ダイオードチップ１１１には例えばシリコン、化合物等を主体とした半導体チップが使用されている。ここでは、ダイオードチップ１１１の下面には第１の主電極１１Ａが配設され、第１の電極１１２Ａはこの第１の主電極１１Ａに接続されている。第１の電極１１２Ａと第１の主電極１１Ａとの間は図示しない導電性接着材を介して電気的かつ機械的に接続されている。ダイオードチップ１１１の下面に対向する上面には第２の主電極１１Ｃが配設され、第２の電極１１２Ｃはこの第２の主電極１１Ｃに接続されている。第２の電極１１２Ｃと第２の主電極１１Ｃとの間は図示しない導電性接着材を介して電気的かつ機械的に接続されている。導電性接着材には例えば半田を実用的に使用することができる。

第１の電極１１２Ａは、ダイオードチップ１１１を搭載するダイパッドとしての機能を有し、封止体１１３内部のダイオードチップ１１１と封止体１１３外部の、ここでは第２の放熱板１６との間を電気的に接続するリードとしての機能を有する。第１の電極１１２Ａの右側の引き出された領域には第２の放熱板１６に取り付けるための取付け穴１１４が配設されている。また、第１の電極１１２Ａのダイオードチップ１１１を搭載した表面と反対の裏面及び引き出した部分は、封止体１１３から露出されており、放熱面としての機能を有する。

第２の電極１１２Ｃは、封止体１１３内部のダイオードチップ１１１と封止体１１３外部の、ここでは第１の放熱板１５との間を電気的に接続するリードとしての機能を有する。第２の電極１１２Ｃの左側の引き出された領域には第１の放熱板１５に取り付けるための取付け穴１１５が配設されている。また、第２の電極１１２Ｃの引き出した部分は、封止体１１３から露出されており、放熱面としての機能を有する。

第１の電極１１２Ａ、第２の電極１１２Ｃには例えばＣｕ、Ｃｕ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の導電性板材が使用されている。封止体１１３には例えばトランスファーモールド法により成形されたエポキシ樹脂が使用されている。

第２の整流素子１２及び第３の整流素子１３は、図４乃至図６に示すように、第１の整流素子１１と同様のフレーム型構造を有する。第２の整流素子１２は、同図４中、下面中央から右側に引き出された第３の電極１２２Ａと、中央から上面左側に引き出された第４の電極１２２Ｃと、第３の電極１２２Ａの中央と第４の電極１２２Ｃの中央との間に実装されたダイオードチップ１２１と、このダイオードチップ１２１、第３の電極１２２Ａの一部及び第４の電極１２２Ｃの一部を封止する封止体１２３とを備えている。第３の整流素子１３は、同図４中、下面中央から右側に引き出された第５の電極１３２Ａと、中央から上面左側に引き出された第６の電極１３２Ｃと、第５の電極１３２Ａの中央と第６の電極１３２Ｃの中央との間に実装されたダイオードチップ１３１と、このダイオードチップ１３１、第５の電極１３２Ａの一部及び第６の電極１３２Ｃの一部を封止する封止体１３３とを備えている。

ダイオードチップ１２１にはダイオードチップ１１１と同様に半導体チップが使用されている。ここでは、ダイオードチップ１２１の下面には第３の主電極１２Ａが配設され、第３の電極１２２Ａはこの第３の主電極１２Ａに接続されている。第３の電極１２２Ａと第３の主電極１２Ａとの間は図示しない導電性接着材を介して電気的かつ機械的に接続されている。ダイオードチップ１２１の上面には第４の主電極１２Ｃが配設され、第４の電極１２２Ｃはこの第４の主電極１２Ｃに接続されている。第４の電極１２２Ｃと第４の主電極１２Ｃとの間は図示しない導電性接着材を介して電気的かつ機械的に接続されている。

第３の電極１２２Ａは、ダイオードチップ１２１を搭載するダイパッドとしての機能を有し、封止体１２３内部のダイオードチップ１２１と封止体１２３外部の、ここでは第３の放熱板１７との間を電気的に接続するリードとしての機能を有する。第３の電極１２２Ａの右側の引き出された領域には第３の放熱板１７に取り付けるための取付け穴１１４が配設されている。また、第３の電極１２２Ａのダイオードチップ１２１を搭載した表面と反対の裏面及び引き出した部分は、封止体１２３から露出されており、放熱面としての機能を有する。

第４の電極１２２Ｃは、封止体１２３内部のダイオードチップ１２１と封止体１２３外部の、ここでは第２の放熱板１６との間を電気的に接続するリードとしての機能を有する。第４の電極１２２Ｃの左側の引き出された領域には第２の放熱板１６に取り付けるための取付け穴１１５が配設されている。また、第４の電極１２２Ｃの引き出した部分は、封止体１２３から露出されており、放熱面としての機能を有する。

第３の電極１２２Ａ、第４の電極１２２Ｃには第１の電極１１２Ａ、第２の電極１１２Ｃと同一導電性板材が使用されている。また、封止体１２３には封止体１１３と同一材料が使用されている。

ダイオードチップ１３１にはダイオードチップ１１１と同様に半導体チップが使用されている。ここでは、ダイオードチップ１３１の下面には第５の主電極１３Ａが配設され、第５の電極１３２Ａはこの第５の主電極１３Ａに接続されている。第５の電極１３２Ａと第５の主電極１３Ａとの間は図示しない導電性接着材を介して電気的かつ機械的に接続されている。ダイオードチップ１３１の上面には第６の主電極１３Ｃが配設され、第６の電極１３２Ｃはこの第６の主電極１３Ｃに接続されている。第６の電極１３２Ｃと第６の主電極１３Ｃとの間は図示しない導電性接着材を介して電気的かつ機械的に接続されている。

第５の電極１３２Ａは、ダイオードチップ１３１を搭載するダイパッドとしての機能を有し、封止体１３３内部のダイオードチップ１３１と封止体１３３外部の、ここでは第４の放熱板１８との間を電気的に接続するリードとしての機能を有する。第５の電極１３２Ａの右側の引き出された領域には第４の放熱板１８に取り付けるための取付け穴１１４が配設されている。また、第５の電極１３２Ａのダイオードチップ１３１を搭載した表面と反対の裏面及び引き出した部分は、封止体１３３から露出されており、放熱面としての機能を有する。

第６の電極１３２Ｃは、封止体１３３内部のダイオードチップ１３１と封止体１３３外部の、ここでは第３の放熱板１７との間を電気的に接続するリードとしての機能を有する。第６の電極１３２Ｃの左側の引き出された領域には第３の放熱板１７に取り付けるための取付け穴１１５が配設されている。また、第６の電極１３２Ｃの引き出した部分は、封止体１３３から露出されており、放熱面としての機能を有する。

第５の電極１３２Ａ、第６の電極１３２Ｃには第１の電極１１２Ａ、第２の電極１１２Ｃと同一導電性板材が使用されている。また、封止体１３３には封止体１１３と同一材料が使用されている。

第１の整流素子１１においては、封止体１１３の下面と実質的に同一水平面に第１の電極１１２Ａの下面が配設され、封止体１１３の上面と実質的に同一水平面に第２の電極１２Ｃの上面が配設されている。同様に、第２の整流素子１２においては、封止体１２３の下面と実質的に同一水平面に第３の電極１３２Ａの下面が配設され、封止体１２３の上面と実質的に同一水平面に第４の電極１３Ｃの上面が配設されている。第３の整流素子１３においては、封止体１３３の下面と実質的に同一水平面に第５の電極１３２Ａの下面が配設され、封止体１３３の上面と実質的に同一水平面に第６の電極１３Ｃの上面が配設されている。

更に、実施例１に係る太陽電池用素子装置１においては、第１の整流素子１１、第２の整流素子１２及び第３の整流素子１３は、同一極性を有する同一種類、つまりアノード電極並びにカソード電極の配置方向を同一とした整流素子である。

［放熱板の構造並びに実装構造］
図１及び図２に示すように、第１の放熱板１５は、第１の方向Ｘの幅寸法に比べて若干第２の方向Ｙの長さ寸法が長い平面長方形形状を有する板材により構成され、第１の方向Ｘに向かって折れ曲がるクランク状の断面形状を有する。ここで、第１の方向Ｘとは、図１及び図２中、左右方向であり、座標軸のＸ軸方向である。第２の方向Ｙとは、実施例１において第１の方向Ｘに対して直交する、図２中、上下方向であり、座標軸のＹ軸方向である。また、第３の方向Ｚは、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに対して直交する、図２中、紙面に対して垂直な方向であり、座標軸のＺ軸方向である。

第１の放熱板１５は、第１の方向Ｘに延伸される板材を一旦第３の方向Ｚに折り曲げ、そして更に第１の方向Ｘに折り曲げてクランク状の段差形状に構成されている。段差寸法は、第１の放熱板１５の板厚寸法（第３の方向Ｚの寸法）に第１の整流素子１１の厚さ寸法（封止体１１３の第３の方向Ｚの高さ寸法）を加算した値に相当する。実施例１において折れ曲がり角度は９０度に設定されているが、この角度に限定されるものではない。例えば、第１の放熱板１５は、第１の方向Ｘに向かって０度を越えて９０度未満の角度（鋭角の）範囲内において、又は９０度を越えて１８０度未満の角度（鈍角の）範囲内において折り曲げてもよい。特に、後者の場合には、第１の放熱板１５の断面形状をＺ型状に設定することができ、第１の放熱板１５の表面を増加することができるので、放熱効率を向上することができる。

第１の放熱板１５は例えばＣｕ板、Ｃｕ合金板、Ｆｅ−Ｎｉ合金板等の金属板により構成され、この第１の放熱板１５の厚さは例えば１．０ｍｍ−１．５ｍｍに設定されている。なお、第１の放熱板１５の平面形状は正方形形状に設定してもよく、又第１の放熱板１５の第１の方向Ｘの寸法が第２の方向Ｙの寸法に対して長くてもよい。

第１の放熱板１５にはその第５の表面（図１中、上側表面）１５Ａからこの第５の表面１５Ａに対向する第６の表面（図１中、下側裏面）１５Ｂに貫通する締結穴１５Ｈが配設されている。第１の整流素子１１は、その封止体１１３の上面を第１の放熱板１５の第６の表面１５Ｂに当接させ、その第２の電極１１２Ｃを第６の表面１５Ｂに当接させて電気的に接続し、第２の電極１１２Ｃの取付け穴１１５と第１の放熱板１５の締結穴１５Ｈとに締結部材５を通して第１の放熱板１５に実装されている。締結部材５には例えば金属製若しくは樹脂製のビスが使用され、締結穴１５Ｈの内面には図示しないが雌ねじが設けられている。また、締結部材５にはボルトナットやリベット等を使用することができる。

第２の放熱板１６は、第１の方向Ｘの幅寸法と第２の方向Ｙの長さ寸法とがほぼ同等の平面正方形形状を有する板材により構成され、第１の放熱板１５と同様に第１の方向Ｘに向かって折れ曲がるクランク状の断面形状を有する。第２の放熱板１６の段差寸法は、第１の放熱板１５と同様に、第２の放熱板１６の板厚寸法（第３の方向Ｚの寸法）に第１の整流素子１１又は第２の整流素子１２の厚さ寸法（封止体１１３又は１２３の第３の方向Ｚの高さ寸法）を加算した値に相当する。第２の放熱板１６は、第１の放熱板１５と同様の板材により構成され、同様の板厚に設定されている。

第２の放熱板１５には、図１中、左側にその第１の表面（図１中、上側表面）１６Ａからこの第１の表面１６Ａに対向する第２の表面（図１中、下側裏面）１６Ｂに貫通する締結穴１６Ｈ１が配設され、図１中、右側にその第１の表面１６Ａから第２の表面１６Ｂに貫通する締結穴１６Ｈ２が配設されている。第１の整流素子１１は、その封止体１１３の下面を第２の放熱板１６の第１の表面１６Ａに当接させ、その第１の電極１１２Ａを第１の表面１６Ａに当接させて電気的に接続し、第１の電極１１２Ａの取付け穴１１４と第２の放熱板１６の締結穴１６Ｈ１とに締結部材５を通して第２の放熱板１６にも実装されている。つまり、第１の整流素子１１は、第１の放熱板１５と第２の放熱板１６との第１の方向Ｘに重複する領域において第１の放熱板１５と第２の放熱板１６との間に双方に電気的に接続されて配設されている。また、第２の整流素子１２は、その封止体１２３の上面を第２の放熱板１６の第２の表面１６Ｂに当接させ、その第４の電極１２２Ｃを第２の表面１６Ｂに当接させて電気的に接続し、第２の電極１２２Ｃの取付け穴１１４と第２の放熱板１６の締結穴１６Ｈ２とに締結部材５を通して第２の放熱板１６に実装されている。

第３の放熱板１７は、第１の方向Ｘの幅寸法と第２の方向Ｙの長さ寸法とがほぼ同等の平面正方形形状を有する板材により構成され、第２の放熱板１６と同様に第１の方向Ｘに向かって折れ曲がるクランク状の断面形状を有する。第３の放熱板１７の段差寸法は、第１の放熱板１５と同様に、第３の放熱板１７の板厚寸法（第３の方向Ｚの寸法）に第２の整流素子１２又第３の整流素子１３の厚さ寸法（封止体１２３又は１３３の第３の方向Ｚの高さ寸法）を加算した値に相当する。第３の放熱板１７は、第１の放熱板１５と同様の板材により構成され、同様の板厚に設定されている。

第３の放熱板１７には、図１中、左側にその第３の表面（図１中、上側表面）１７Ａからこの第３の表面１７Ａに対向する第４の表面（図１中、下側裏面）１７Ｂに貫通する締結穴１７Ｈ１が配設され、図１中、右側にその第３の表面１７Ａから第４の表面１７Ｂに貫通する締結穴１７Ｈ２が配設されている。第２の整流素子１２は、その封止体１２３の下面を第３の放熱板１７の第３の表面１７Ａに当接させ、その第３の電極１２２Ａを第３の表面１７Ａに当接させて電気的に接続し、第３の電極１２２Ａの取付け穴１１４と第３の放熱板１７の締結穴１７Ｈ１とに締結部材５を通して第３の放熱板１７にも実装されている。つまり、第２の整流素子１２は、第２の放熱板１６と第３の放熱板１７との第１の方向Ｘに重複する領域において第２の放熱板１６と第３の放熱板１７との間に双方に電気的に接続されて配設されている。また、第３の整流素子１３は、その封止体１３３の上面を第３の放熱板１７の第４の表面１７Ｂに当接させ、その第６の電極１３２Ｃを第４の表面１７Ｂに当接させて電気的に接続し、第６の電極１３２Ｃの取付け穴１１４と第３の放熱板１７の締結穴１７Ｈ２とに締結部材５を通して第３の放熱板１７に実装されている。

第４の放熱板１８は、第１の方向Ｘの幅寸法に比べて若干第２の方向Ｙの長さ寸法が長い平面長方形形状を有する板材により構成され、第１の方向Ｘに向かって全体的にフラットな形状を有する。第４の放熱板１８は、第１の放熱板１５と同様の板材により構成され、同様の板厚に設定されている。

第４の放熱板１８には、図１中、左側にその第７の表面（図１中、上側表面）１８Ａからこの第７の表面１８Ａに対向する第８の表面（図１中、下側裏面）１８Ｂに貫通する締結穴１８Ｈが配設されている。第３の整流素子１３は、その封止体１３３の下面を第４の放熱板１８の第７の表面１８Ａに当接させ、その第５の電極１３２Ａを第７の表面１８Ａに当接させて電気的に接続し、第５の電極１２２Ａの取付け穴１１４と第４の放熱板１８の締結穴１８Ｈとに締結部材５を通して第４の放熱板１８にも実装されている。つまり、第３の整流素子１３は、第３の放熱板１７と第４の放熱板１８との第１の方向Ｘに重複する領域において第３の放熱板１７と第４の放熱板１８との間に双方に電気的に接続されて配設されている。

実施例１において、第１の放熱板１５の第６の表面１５Ｂと第１の整流素子１１の第２の電極１１２Ｃとの接続位置、第２の放熱板１６の第２の表面１６Ｂと第２の整流素子１２の第４の電極１２２Ｃとの接続位置、第３の放熱板１７の第４の表面１７Ｂと第３の整流素子１３の第６の電極１３２Ｃとの接続位置のそれぞれは同一平面上に設定されている。また、第２の放熱板１６の第１の表面１６Ａと第１の整流素子１１の第１の電極１１２Ａとの接続位置、第３の放熱板１７の第３の表面１７Ａと第３の整流素子１３の第３の電極１３２Ａとの接続位置、第４の放熱板１８の第７の表面１７Ａと第３の整流素子１３の第５の電極１３２Ａとの接続位置のそれぞれは同一平面上に設定されている。

また、第１の放熱板１５の第２の方向Ｙの一端（図２中、下辺）には突出させたケーブル端子１５Ｐが配設されている。このケーブル端子１５Ｐは第１の太陽電池２１の一方の極又は図示しないバッテリィの一方の極に接続される。第４の放熱板１８の第２の方向Ｙの一端（図２中、下辺）には突出させたケーブル端子１８Ｐが配設されている。このケーブル端子１８Ｐは第３の太陽電池２３の他方の極又は図示しないバッテリィの他方の極に接続される。

［ケースの構造及び封止の構造］
図１に示すように、太陽電池用素子装置１のケース１００は、第１の放熱板１５、第２の放熱板１６、第３の放熱板１７及び第４の放熱板１８を内部底面に配設する下側ケース１００ａと、下側ケース１００ａの内部に収納された第１の放熱板１５等を密閉する上側ケース（蓋）１００ｂとを備えている。ケース１００は、第２の方向Ｙの幅寸法を例えば６８ｍｍ−７２ｍｍ、第１の方向Ｘの長さ寸法を例えば１００ｍｍ−１０２ｍｍ、第３の方向Ｚの高さ寸法を例えば３３ｍｍ−３４ｍｍに設定した直方体形状により構成されている。ケース１００は例えば樹脂や合成樹脂（いわゆるプラスチックを含む。）により製作され、このケース１００の厚さは例えば１ｍｍ−２ｍｍに設定されている。

第１の整流素子１１乃至第３の整流素子１３を搭載する第１の放熱板１５乃至第４の放熱板１８は、ケース１００の内部に接着材１０１により取り付けられた後、樹脂封止体１９により封止される。接着材１０１には、接着性に優れ、かつ熱伝導性に優れた材料が使用され、例えばポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を実用的に使用することができる。

樹脂封止体１９は、実施例１において第１の樹脂封止体１９ａとその上に積層された第２の樹脂封止体１９ｂとの２層構造により構成されている。第１の樹脂封止体１９ａには、第１の整流素子１１乃至第３の整流素子１３のそれぞれと、第２の樹脂封止体１９ｂとの間の密着性を高めることができる例えばポリイミド樹脂が使用されている。

第２の樹脂封止体１９ｂには第１の樹脂封止体１９ａ上であって下側ケース１００ａの内部に充填された例えばエポキシ系樹脂が使用される。エポキシ樹脂は、第１の整流素子１１乃至第３の整流素子１３の締め付け力を増加することができ、又エポキシ樹脂は気密性を高めることができる。

なお、実施例１において、樹脂封止体１９は、第１の樹脂封止体１９ａ、第２の樹脂封止体１９ｂのそれぞれを積層した２層構造としているが、１つの樹脂封止体の下側と上側とでフィラーの含有量を変えてもよい。また、樹脂封止体１９は、必要に応じて３層以上の樹脂封止体を積層してもよい。

［実施例１の特徴］
このように構成される実施例１に係る太陽電池用素子装置１においては、第１の放熱板１５の一部と第２の放熱板１６の一部とを重複させその領域に第１の整流素子１１を配設し、第２の放熱板１６の他の一部と第３の放熱板１７の一部とを重複させその領域に第２の整流素子１２を配設し、更に第３の放熱板１７の他の一部と第４の放熱板１８の一部とを重複させその領域に第３の整流素子１３を配設し、上下２枚の放熱板の間に整流素子を挟み込む立体構造を構築したので、第１の放熱板１５乃至第４の放熱板１８のそれぞれのサイズを増加し放熱面積を増加することができる。従って、第１の整流素子１１乃至第３の整流素子１３の動作により発生する熱を第１の放熱板１５乃至第４の放熱板１８を通して効果的に外部に放出することができるので、太陽電池用素子装置１の放熱効率を向上することができる。換言すれば、放熱効率を向上することができるので、太陽電池用素子装置１の小型化を実現することができる。

また、太陽電池用素子装置１においては、第１の整流素子１１乃至第３の整流素子１３に同一種類の整流素子、つまりここでは、図１中、下側にアノード電極、上側にカソード電極を有する同一極性の整流素子を使用することができるので、部品点数を減少することができる。この結果、太陽電池用素子装置１の製作コストを削減することができる。

また、太陽電池用素子装置１においては、第１の放熱板１５乃至第３の放熱板１７を折り曲げた簡易な構造により製作することができる。

（実施例２）
本発明の実施例２は、前述の実施例１に係る太陽電池用素子装置１において、放熱板の構造並びに整流素子の接続構造を代えた例を説明するものである。

［太陽電池用素子装置の装置構造］
図７に示すように、実施例２に係る太陽電池用素子装置１においては、基本的な構成は実施例１に係る太陽電池用素子装置１と同様であるが、すべての第１の放熱板１５、第２の放熱板１６、第３の放熱板１７及び第４の放熱板１８がフラット形状を有する板材により構成されている。第１の方向Ｘにおいて、第１の放熱板１５の一部は第２の放熱板１６の一部に重複し、第６の表面１５Ｂと第１の表面１６Ａとが向かい合って配設されている。同様に、第２の放熱板１６の他の一部は第３の放熱板１７の一部に重複し、第１の表面１６Ａと第４の表面１７Ｂとが向かい合って配設されている。第３の放熱板１７の他の一部は第４の放熱板１８の一部に重複し、第４の表面１７Ｂと第７の表面１７Ａとが向かい合って配設されている。

第１の整流素子１１は、その封止体１１３の上面を第１の放熱板１５の第６の表面１５Ｂに当接させ、その第２の電極１１２Ｃを第６の表面１５Ｂに当接させて電気的に接続し、第２の電極１１２Ｃの取付け穴１１５と第１の放熱板１５の締結穴１５Ｈとに締結部材５を通して第１の放熱板１５に実装されている。また、第１の整流素子１１は、その封止体１１３の下面を第２の放熱板１６の第１の表面１６Ａに当接させ、その第１の電極１１２Ａを第１の表面１６Ａに当接させて電気的に接続し、第１の電極１１２Ａの取付け穴１１４と第２の放熱板１６の締結穴１６Ｈ１とに締結部材５を通して第２の放熱板１６にも実装されている。つまり、第１の整流素子１１は、第１の放熱板１５と第２の放熱板１６との第１の方向Ｘに重複する領域において第１の放熱板１５と第２の放熱板１６との間に双方に電気的に接続されて配設されている。

第２の整流素子１２は、第１の整流素子１１に対して上下を反転させ、その封止体１２３の上面を第２の放熱板１６の第１の表面１６Ａに当接させ、その第４の電極１２２Ｃを第１の表面１６Ａに当接させて電気的に接続し、第４の電極１２２Ｃの取付け穴１１５と第２の放熱板１６の締結穴１６Ｈ２とに締結部材５を通して第２の放熱板１６に実装されている。また、第２の整流素子１２は、その封止体１２３の下面を第３の放熱板１７の第４の表面１７Ｂに当接させ、その第３の電極１２２Ａを第４の表面１７Ｂに当接させて電気的に接続し、第３の電極１２２Ａの取付け穴１１４と第３の放熱板１７の締結穴１７Ｈ１とに締結部材５を通して第３の放熱板１７にも実装されている。つまり、第２の整流素子１２は、第２の放熱板１６と第３の放熱板１７との第１の方向Ｘに重複する領域において第２の放熱板１６と第３の放熱板１７との間に双方に電気的に接続されて配設されている。

第３の整流素子１３は、第１の整流素子１１に対して上下を同じくして、その封止体１３３の上面を第３の放熱板１７の第４の表面１７Ｂに当接させ、その第６の電極１３２Ｃを第４の表面１７Ｂに当接させて電気的に接続し、第６の電極１３２Ｃの取付け穴１１５と第３の放熱板１７の締結穴１７Ｈ２とに締結部材５を通して第３の放熱板１７に実装されている。また、第３の整流素子１３は、その封止体１３３の下面を第４の放熱板１８の第７の表面１８Ａに当接させ、その第５の電極１３２Ａを第７の表面１８Ａに当接させて電気的に接続し、第５の電極１２２Ａの取付け穴１１４と第４の放熱板１８の締結穴１８Ｈとに締結部材５を通して第４の放熱板１８にも実装されている。つまり、第３の整流素子１３は、第３の放熱板１７と第４の放熱板１８との第１の方向Ｘに重複する領域において第３の放熱板１７と第４の放熱板１８との間に双方に電気的に接続されて配設されている。

実施例１において、第１の放熱板１５の第６の表面１５Ｂと第１の整流素子１１の第２の電極１１２Ｃとの接続位置、第３の放熱板１７の第４の表面１７Ｂと第２の整流素子１２の第３の電極１２２Ａとの接続位置、第３の放熱板１７の第４の表面１７Ｂと第３の整流素子１３の第６の電極１３２Ｃとの接続位置のそれぞれは同一平面上に設定されている。また、第２の放熱板１６の第１の表面１６Ａと第１の整流素子１１の第１の電極１１２Ａとの接続位置、第２の放熱板１６の第１の表面１６Ａと第２の整流素子１２の第４の電極１２２Ｃとの接続位置、第４の放熱板１８の第７の表面１７Ａと第３の整流素子１３の第５の電極１３２Ａとの接続位置のそれぞれは同一平面上に設定されている。

［実施例２の特徴］
このように構成される実施例２に係る太陽電池用素子装置１においては、実施例１に係る太陽電池用素子装置１により得られる効果と同様に、第１の放熱板１５の一部と第２の放熱板１６の一部とを重複させその領域に第１の整流素子１１を配設し、第２の放熱板１６の他の一部と第３の放熱板１７の一部とを重複させその領域に第２の整流素子１２を配設し、更に第３の放熱板１７の他の一部と第４の放熱板１８の一部とを重複させその領域に第３の整流素子１３を配設し、上下２枚の放熱板の間に整流素子を挟み込む立体構造を構築したので、第１の放熱板１５乃至第４の放熱板１８のそれぞれのサイズを増加し放熱面積を増加することができる。従って、第１の整流素子１１乃至第３の整流素子１３の動作により発生する熱を第１の放熱板１５乃至第４の放熱板１８を通して効果的に外部に放出することができるので、太陽電池用素子装置１の放熱効率を向上することができる。換言すれば、放熱効率を向上することができるので、太陽電池用素子装置１の小型化を実現することができる。

また、太陽電池用素子装置１においては、第２の整流素子１２の上下の向きを変えれば、第１の整流素子１１乃至第３の整流素子１３に同一種類の整流素子を使用することができるので、部品点数を減少することができる。この結果、太陽電池用素子装置１の製作コストを削減することができる。

また、太陽電池用素子装置１においては、実施例１に係る太陽電池用素子装置１の第１の放熱板１５乃至第３の放熱板１７に比べて若干の放熱面積の減少はあるものの、第１の放熱板１５乃至第４の放熱板１８のすべてに折り曲げ加工を必要としない簡易な構造を実現することができる。

（実施例３）
本発明の実施例３は、前述の実施例１又は実施例２に係る太陽電池用素子装置１において、整流素子の構造を代えた例を説明するものである。

［太陽電池用素子装置の装置構造］
図８に示すように、実施例２に係る太陽電池用素子装置１は、第１の整流素子１１、第２の整流素子１２、第３の整流素子１３のそれぞれにボタン型構造を採用する。このボタン型構造を採用する第１の整流素子１１は、全体的に円盤形状により構成され、凹型形状の第１の電極１１２Ａと、この第１の電極１１２Ａの中央部分に配設された第２の電極１１２Ｃとを備えている。ダイオードチップ１１１は第１の電極１１２Ａと第２の電極１１２Ｃとにより形成される内部空間に収納されており、ここではその構造の図示を省略する。同様に、第２の整流素子１２は第３の電極１２２Ａ及び第４の電極１２２Ｃを備え、第３の整流素子１３は第５の電極１３２Ａ及び第６の電極１３２Ｃを備えている。

それ以外の構造に関しては、前述の実施例１又は実施例２に係る太陽電池用素子装置１と同様である。

このように構成される実施例３に係る太陽電池用素子装置１においては、前述の実施例１又は実施例２に係る太陽電池用素子装置１により得られる効果と同様の効果を奏することができる。

（その他の実施例）
上記のように、本発明を実施例１乃至実施例３によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものでない。本発明は様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術に適用することができる。例えば、前述の実施例１乃至実施例３において、第１の整流素子１１等にはダイオードが使用されているが、本発明は、第１の整流素子１１等にトランジスタを使用してもよい。

本発明は、整流素子を搭載する放熱板の放熱面積を十分に確保することができ、放熱効率を向上することができる太陽電池用素子装置に広く適用可能である。

１…太陽電池用素子装置
１１…第１の整流素子
１１Ａ…第１の主電極
１１Ｃ…第２の主電極
１１１、１２１、１２３…ダイオードチップ
１１３、１２３、１３３…封止体
１１４、１１５…取付け穴
１５Ｈ、１６Ｈ１、１６Ｈ２、１７Ｈ１、１７Ｈ２、１８Ｈ…締結穴
１１２Ａ…第１の電極
１１２Ｃ…第２の電極
１２…第２の整流素子
１２Ａ…第３の主電極
１２Ｃ…第４の主電極
１２２Ａ…第３の電極
１２２Ｃ…第４の電極
１３…第３の整流素子
１３Ａ…第５の主電極
１３Ｃ…第６の主電極
１３２Ａ…第５の電極
１３２Ｃ…第６の電極
１５…第１の放熱板
１５Ａ…第５の表面
１５Ｂ…第６の表面
１５Ｐ、１８Ｐ…ケーブル端子
１６…第２の放熱板
１６Ａ…第１の表面
１６Ｂ…第２の表面
１７…第３の放熱板
１７Ａ…第３の表面
１７Ｂ…第４の表面
１８…第４の放熱板
１８Ａ…第７の表面
１８Ｂ…第８の表面
１９…樹脂封止体
１００…ケース
２…太陽電池モジュール
２１…第１の太陽電池
２２…第２の太陽電池
２３…第３の太陽電池
５…締結部材

Claims

第１の太陽電池の一方の極に接続される第１の放熱板と、
前記第１の太陽電池の他方の極に接続され、前記第１の放熱板の一部を重複させかつ離間させて配設された第２の放熱板と、
前記第１の放熱板と前記第２の放熱板との重複した領域であって双方の間に配設され、前記第２の放熱板に第１の主電極が接続されるとともに前記第１の放熱板に第２の主電極が接続される第１の整流素子と、
を備えたことを特徴とする太陽電池用素子装置。
前記第１の太陽電池の前記他方の極に一方の極が直列に接続された第２の太陽電池の他方の極に接続され、前記第２の放熱板の一部を重複させかつ離間させて配設された第３の放熱板と、
前記第２の放熱板と前記第３の放熱板との重複した領域であって双方の間に配設され、前記第３の放熱板に第３の主電極が接続されるとともに前記第２の放熱板に第４の主電極が接続される第２の整流素子と、
前記第２の太陽電池の前記他方の極に一方の極が直列に接続された第３の太陽電池の他方の極に接続され、前記第３の放熱板の一部を重複させかつ離間させて配設された第４の放熱板と、
前記第３の放熱板と前記第４の放熱板との重複した領域であって双方の間に配設され、前記第４の放熱板に第５の主電極が接続されるとともに前記第３の放熱板に第６の主電極が接続される第３の整流素子と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用素子装置。
前記第１の整流素子の前記第１の主電極は前記第２の放熱板の第１の表面に接続され、
前記第２の整流素子の前記第４の主電極は前記第２の放熱板の前記第１の表面とは対向する第２の表面に接続されるとともに、前記第２の整流素子の前記第３の主電極は前記第３の放熱板の第３の表面に接続され、
前記第３の整流素子の前記第６の主電極は前記第３の放熱板の前記第３の表面とは対向する第４の表面に接続されることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池用素子装置。
前記第２の放熱板、前記第３の放熱板のそれぞれはクランク状の断面形状を有し、前記第１の整流素子の前記第１の主電極と前記第２の放熱板との接続位置が前記第２の整流素子の前記第３の主電極と前記第３の放熱板との接続位置と同一平面上に設定され、かつ前記第２の整流素子の前記第４の主電極と前記第２の放熱板との接続位置が前記第３の整流素子の前記第６の主電極と前記第３の放熱板との接続位置と同一平面上に設定されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の太陽電池用素子装置。
前記第１の整流素子、前記第２の整流素子、前記第３の整流素子はいずれもフレーム型構造又はボタン型構造を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の太陽電池用素子装置。