JP3114603U - 太陽電池用ダイオード素子装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】取り付けが簡単・容易で、放熱性の良い太陽電池用ダイオード素子装置を提供する。
【解決手段】Ｐ層とＮ層とからなるベアチップ部５の下面と上面に電極６，７を備えてなるチップダイオード３を、円筒状有底の電極体２の内部に装着し、かつ電極体２の筒状内に樹脂充填しパッケージ部４を形成してなるダイオード素子１と、このダイオード素子1の電極体２を装着するための円形穴１２を設けた端子板１１と、からなり、端子板１１の円形穴１２に、ダイオード素子１の電極体2の外周を挿設する。
【選択図】 図１

Description


この考案は、太陽電池の端子箱等に収納する太陽電池用ダイオード素子装置に関する。
一般に、太陽電池は、図６に示すように、複数の太陽電池セルＢＳ１、ＢＳ２、・・・、ＢＳＮが直列に接続され、負荷Ｚに発生電圧が導出される。この種太陽電池では、太陽光が影になる等して、発電に寄与しないセルに、逆バイアスの高電圧がかからないように、各太陽電池セルＢＳ１、ＢＳ２、・・・、ＢＳＮに、それぞれ並列にダイオードＤ１、Ｄ２、・・・ＤＮをバイパス用に接続している。
ここで使用されるダイオードは、例えば図７に示すように、ダイオードチップ２１全体が樹脂封止され、２本の端子２２，２３のみが外部に導出されるとともに、上部に取り付け穴２４を設け、この穴２４よりネジで端子板（図示省略）に取り付けるものが使用されている。
また、図８に示すように、メサ構造ガラスパッシベーション型のベアチップ型のもので、Ｎ層とＰ層を有し、Ｐ層にはアノード電極を有し、このアノード電極が高温半田３５を介して偏平な電極板３１で外部に接続され、またＮ層にはカソード電極を有し、このカソード電極がやはり高温半田３６を介して,偏平な電極板３２で外部に接続されるようにしたものも使用されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−１５５９３４号公報
上記した樹脂封止タイプのものは、ダイオードを端子箱の端子板、取り付け板等に取り付ける際に、ネジ止しているため、接触抵抗が大きい上、バラツキも大きく、かつ放熱性が悪いという問題があり、またネジ穴による取り付けに時間がかかるという問題があった。
また、ベアチップタイプのものは、樹脂封止タイプに比し、放熱性は良いものの、端子板との取り付けに一般的に半田ごてで半田付けするため、半田付けに時間がかかる問題が残されている。
この考案は、上記問題点を解消するためになされたものであって、放熱性が良く、取り付けが簡単容易な、太陽電池用ダイオード素子装置を提供することを目的とする。
この考案の太陽電池用ダイオード素子装置は、Ｐ層とＮ層とからなるベアチップ部の上面と下面に電極を備えてなるチップダイオードを、円筒状有底の電極体の内部に装着し、かつ前記電極体の筒状内に樹脂充填してなるダイオード素子と、前記ダイオード素子の電極体を装着するための円形穴を設け、この円形穴に、前記ダイオード素子の電極体外周を挿設してなる端子板とを、備えている。
この考案の太陽電池用ダイオード素子装置では、 前記端子板の円形穴は、２個備え、一方の円形穴と他方の円形穴に、それぞれの電極が天地逆極性に構成されたダイオード素子を挿設することにより、２個のダイオード素子を、直列に簡単に装着接続することが出来る。
この考案の太陽電池用ダイオード素子装置において、前記ダイオード素子の下面電極が前記電極体に半田付けされ、上面電極は棒状導電体で外部に導出している。
また、この考案の太陽電池用ダイオード素子装置において、前記外部に導出した前記棒状導電体は、根元部を偏平薄板状にして、折り曲げ部を形成してもよい。
請求項１に係る考案によれば、ダイオード素子の電極対の外周を、端子板の円形穴に圧入により挿着することにより、確実に、かつ簡単・容易にダイオード素子を端子板に取り着けることが出来、且つ、電極体が端子板に密着するので放熱性が良い。
請求項２に係る考案によれば、端子板の２つの円形穴に、互いに天地逆極性に電極配置したダイオード素子をそれぞれ挿着するので、２個のダイオード゛が直列に接続されたダイオード素子装置を簡単・容易に構成できる。
請求項３に係る考案によれば、チップ部の電極が導体棒で、他方の電極が円筒状の電極体で、外部に接続可能となり、端子板との接続を短時間で出来る。
請求項４に係る考案によれば、導体棒の根元部に薄板状部を設けているので、この薄板状部を折り曲げることにより、ダイオード素子を端子箱において、コンパクトに収納できる。
以下、実施の形態により、この考案をさらに詳細に説明する。図１は、この考案の一実施形態に使用する太陽電池用ダイオード素子を示す図であり、図１の（ａ）は、ダイオード素子１の断面図、図１の（ｂ）はダイオード素子１の正面図である。
このダイオード素子１は、円筒状有底の形状をした全体として偏平な電極体２と、この電極体２の筒内部２ａに設けられるチップダイオード３と、筒内部２ａの空所に充填されたエポキシ樹脂パッケージ部４と、偏平部９ａと棒状部（導体棒）９ｂとからなる電極体９と、から構成されている。
電極体２は、Ｃｕ（銅）で形成され、外周２ｂに縦方向に無数の凹凸体が交互に形成され、つまり突起部と溝部が交互に形成されている。
チップダイオード３は、Ｐ層とＮ層とからなるチップ部５と、チップ部５の下面に設けられる電極（アノード）６と、上面に設けられる電極（カソード）７とからなる。
チップダイオード３は、電極６が高温半田８で電極体２の筒内部２ａの底面２ｄに接着されている。また、電極７は電極体９の偏平部９ａに高温半田１０を介して接続されている。電極体９は、偏平部９ａと棒状部９ｂとからなり、Ｃｕ（銅）で形成されており、棒状部９ｂは筒内部２ａの上面より上方に突出して外部に導出されている。
電極体２の筒内部２ａとチップダイオード３の空所にエポキシ樹脂が充填されパッケージ部４が形成されている。このパッケージ部４によってチップダイオード３は、外部より完全に密封されている。
この実施形態太陽電池用のダイオード素子装置は、図２に示すように、偏平なＣｕ（銅）製の端子箱の端子板１１に、円形穴１２が設けられ、この円形穴１２に、上記したダイオード素子１の電極体２の外周部２ｂが圧着挿入されて、構成されている。端子板１１の円形穴１２は、ダイオード素子１の電極体２の外周円より、やや小さく設定していることと、電極体２の外周部２ｂが凹凸に形成されていることが相まち、ダイオード素子１が端子部１１に強力に接着され、外力にて簡単に離れず、かつ熱の放射性も良い。
端子板１１の全体形状は、組込まれる太陽電池の端子箱に応じて種々のものがあるが、図３にその一例を示す。図３には、２種の端子板１１Ａ、１１Ｂの平面図を示している。端子板１１Ａには、２個の円形穴１２ａ、１２ｂが設けられ、円形穴１２ａには、ダイオード素子１Ａが、円形穴１２ｂにはダイオード素子１Ｂが挿着されている。他方の端子板１１Ｂには、1個の円形穴１２ｃが設けられ、この円形穴１２ｃにはダイオード素子１Ｃが挿着されている。
図４に、図３のＡ−ＡとＢ−Ｂで切断した模式的な断面図を示している。図４の（ａ）は図３のＡ−Ａの断面図、図４の（ｂ）は図３のＢ−Ｂの断面図である。この図で明らかなようにダイオード素子１Ａは、チップ部の上部がＰ層、下部がＮ層であるのに対し、ダイオード素子１Ｂは、チップ部の上層がＮ層、下部がＰ層と逆極性のものが使用されている。またダイオード素子１Ｃは、チップ部の上部がＮ層、下部がＰ層であり、ダイオード素子１Ｂと同タイプのものが使用されている。
端子板１１Ａに着目すると、ダイオード素子１Ａのカソードとダイオード素子１Ｂのアノードが端子板１１Ａによって電気的に直接に接続されていることになる。そして、ダイオード素子１Ａの電極体９の棒状部９ｂは、チップダイオードのＰ層（アノード）に接続され、ダイオード素子１Ｂの電極体９の棒状部９ｂは、チップダイオードのＮ層（カソード）に接続されているので、端子板１１Ａ上で２個のダイオード素子１Ａ、１Ｂは、図５に（ａ）示すように直列に接続されている。
次に、端子板１１Ａのダイオード素子１Ａの棒状部９ｂと、端子板１１Ｂのダイオード素子１Ｃの棒状部９ｂとを、互いに先端を近づけるように折り曲げて両者を半田接続すると、ダイオード素子１Ａのアノードとダイオード素子１Ｃのカソードが電気的に接続されたことになり、回路で示すと、図５の（ｂ）に示すように、３個のダイオード素子１Ａ、１Ｂ、１Ｃが直列接続されることになる。
なお、図４に示すように、各ダイオード素子１Ａ、１Ｂ、１Ｃの電極体９の棒状部９ｂは、いずれも根元部に、偏平な薄板状に形成した折曲げ部１３を形成している。この折曲げ部１３によって、電極体９の棒状部９ｂを水平方向に容易に折り曲げることができ、上記したように他の電極部と接続することができる。また、折り曲げることによって端子箱をコンパクトに形成できる。
この考案の一実施形態で使用する太陽電池用ダイオード素子を示す図である。 この考案の一実施形態太陽電池用ダイオード素子装置を示す断面図である。 同実施形態太陽電池用ダイオード素子装置の平面図である。 図３のＡ‐Ａ線、Ｂ‐Ｂ線で切断した模式的断面図である。 同実施形態太陽電池用ダイオード素子装置のダイオード接続を示す回路図である。 一般的な太陽電池の電池セルとバイパス用ダイオードの接続を示す回路図である。 従来のダイオードの一例を示す外観斜視図である。 従来の他のダイオードの例を示す断面図である。
符号の説明
１ ダイオード素子
２ 電極体
２ａ 電極体の筒内部
３ チップダイオード
４ パッケージ部
５ チップ部
６ 下部電極
７ 上部電極
８、１０ 半田部
９ 電極体
９ａ 偏平部
９ｂ 棒状部
１１ 端子板
１２ 円形穴
１３ 折り曲げ部

Claims (4)

  1. Ｐ層とＮ層とからなるベアチップ部の上面と下面に電極を備えてなるチップダイオードを、円筒状有底の電極体の内部に装着し、かつ前記電極体の筒状内に樹脂充填してなるダイオード素子と、
    前記ダイオード素子の電極体を装着するための円形穴を設け、この円形穴に、前記ダイオード素子の電極体外周を挿設してなる端子板と、
    を備えてなることを特徴とする太陽電池用ダイオード素子装置。
  2. 前記端子板の円形穴は、２個備え、一方の円形穴と他方の円形穴に、それぞれの電極が天地逆極性に構成されたダイオード素子が挿設されてなることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用ダイオード素子装置。
  3. 前記ダイオード素子の下面電極が前記電極体に半田付けされ、上面電極は棒状導電体で外部に導出されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の太陽電池用ダイオード素子装置。
  4. 前記棒状導電体は、根元部が扁平薄板状に形成されたことを特徴とする請求項３記載の太陽電池用ダイオード素子装置。
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