JP3580313B2 - 太陽電池モジュール用端子ボックス装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、家屋の屋根等に配設される太陽電池モジュールに使用される太陽電池モジュール用端子ボックス装置及びその製造方法に関するものである。

従来、太陽電池モジュールを家屋の屋根等にマトリックス状に配設して太陽光発電を行う太陽光発電システムが一般に知られている。

このような太陽光発電システムにおいて、各太陽電池モジュールは、その太陽電池モジュールを別の太陽電池モジュールと接続するための端子ボックス装置を備えている。

従来、このような端子ボックス装置内にバイパス用のダイオードを内蔵したものがある（特許文献１参照。）。このバイパス用のダイオードは、太陽電池モジュールに含まれる各太陽電池セルに、当該各太陽電池セルの出力極性とは逆方向にして並列接続されている。そして、太陽電池セルに対して逆バイアス電圧が印加された場合に、当該太陽電池セルの電流がバイパス用のダイオード側にバイパスされるようになっている。

上記端子ボックス装置では、複数のダイオードが直列に接続された状態で、単一の筐体内に収容配置されている。

ダイオードは、略正方形のチップ状に形成された整流素子本体と、整流素子本体の上面側のアノード電極（ｐ型領域側）に半田付けされた上側リード板と、整流素子本体の下面側のカソード電極（ｎ型領域側）に半田付けされた下側リード板とを備えた構成とされている。

上側リード板には、その両側部からスリット状の切込み部が形成されている。また、上側リード板は、下側リード板よりも相対的に薄く形成されている。さらに、上側リード板にくびれ部分が形成されている。これにより上側リード板が撓み変形容易とされ、整流素子本体と各リード板との接続部分に作用する熱応力を緩和するようにしている。

なお、その他、太陽電池モジュール用の端子ボックス装置に関する技術は、特許文献２及び特許文献３に開示されている。

特開２００２−２５２３５６号公報 特開２００２−５７３６０号公報 特開２００１−１１９０５８号公報 特開平１１−２６０３５号公報

しかしながら、上述のようなダイオードでは、上側リード板にスリット状の切込み部及びくびれ部が形成され、また、相対的に薄手に形成されているため、熱伝導率が悪い。このため、整流素子本体で生じた熱が上側リード板側から外部に放熱され難く、結果、整流素子本体のジャンクション温度が上昇し易いという問題を生じる。

そこで、この発明の課題は、整流素子の放熱性に優れた太陽電池モジュール用端子ボックス及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、太陽電池モジュールに装着される端子ボックス装置であって、端子ボックス筐体と、前記端子ボックス筐体内に配設され、第１電極と第２電極とが設けられた整流素子本体と、前記第１電極に接続された第１リード端子と、前記第２電極に接続され前記第１リード端子よりも熱伝導性に優れた第２リード端子とを有する複数の整流素子と、前記第１リード端子が接続された平面視略長方形状の第１端子と、前記第２リード端子が接続された平面視略長方形状の第２端子とが並列状態に配設され、前記整流素子の数に応じて複数組設けられた端子組と、前記各整流素子が直列に接続されるように、隣合う前記各整流素子に接続された前記第１端子の端部と前記第２端子の端部とに接続されて、それら第１の端子と第２の端子とを接続する少なくとも１つの放熱中継端子と、を備えたものである。

請求項２記載のように、前記第１リード端子は板状に形成されており、前記第１リード端子の厚みを前記第２リード端子の厚みより薄く形成すること、前記第１リード端子にスリット状の切込み部を形成すること、第１リード端子にくびれ部を形成すること、のうち少なくとも１つの構成を適用することで、前記第２リード端子が前記第１リード端子よりも熱伝導率に優れた構成とされていてもよい。

請求項３記載のように、前記第１端子、前記第２端子及び前記放熱中継端子は、平板状に形成されていてもよい。

請求項４記載の発明は、前記放熱中継端子は、中継接続を行う前記第１端子及び前記第２端子と一体形成されているものである。

請求項５記載の発明は、上記太陽電池モジュール用端子ボックス装置の製造方法であって、間に半田を介在させた状態で、前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを重ね合せ、これらを重ね合せたものに一対の電極を接触させた状態で、前記一対の電極間に通電することにより前記半田を加熱して、前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを半田付けし、または、前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを重ね合せ、これらを重ね合せたものに一対の電極を接触させた状態で、前記一対の電極間に通電することにより前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを抵抗溶接することで、前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを接続するリード端子と端子との接続方法を含むものである。

この場合、請求項６記載のように、前記端子ボックスのうち前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子との接続部分に作業用開口を形成し、前記端子ボックス内に、前記整流端子と前記第１又は第２端子とを収容固定した状態で、前記作業用開口を通じて、前記一対の電極を前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを重ね合せたものに接触させて、半田付け又は抵抗溶接を行うとよい。

以上のように、この発明の請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置によると、整流素子本体で生じた熱は、比較的放熱性に優れた第２リード端子から第２端子に伝わり、さらに、放熱中継端子を経由して隣の整流素子側の第１端子に伝わり、これらの各熱伝達経路においてそれぞれ放熱される。このため、整流素子の放熱性に優れる。

また、請求項２記載の発明によれば、第１リード端子が撓み変形容易であるため、整流素子本体と第１及び第２リード端子との接続部分に作用する熱応力を緩和できる。

さらに、請求項３記載の発明によれば、第１端子、第２端子及び放熱中継端子から効率的に熱を放出させることができる。

また、請求項４記載の発明によれば、放熱中継端子は、中継接続を行う第１端子及び第２端子と一体形成されているため、端子ボックス装置の組立作業性が向上すると共に、より効率よく熱が伝達され、より放熱性に優れる。

請求項５記載の発明によれば、一対の電極間に通電することにより、リード端子と端子との間に介在する半田を加熱してリード端子と端子とを半田付けし、或は、リード端子と端子とを抵抗溶接しているため、接続作業を比較的短時間で行える。

かかる接続方法は、上記請求項１〜請求項４のいずれかの記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置を製造するにあたって、前記第１リード端子及び前記第２リード端子のうちの少なくとも一方のリード端子に、前記第１端子及び前記第２端子のうち対応する端子を接続する場合に、適用できる。

請求項６記載の発明によれば、端子ボックス内に、整流端子と端子とを収容固定した状態で、リード端子と端子との半田付け又は抵抗溶接による接続作業を行うため、それらの接続作業を容易に行える。

｛第１実施形態｝
以下、この発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置について説明する。

まず、本端子ボックス装置が適用される太陽光発電システムの概略構成について説明する。

図１は、太陽光発電システムの電気的構成を示すブロック図である。この太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュール１と、各太陽電池モジュール１に装着される端子ボックス装置２０と、接続ボックス１０とを備えている。

各太陽電池モジュール１は、直列に電気接続された複数の太陽電池セル４を平面状に並べた構成とされている。各太陽電池モジュール１は、家屋の屋根等にマトリックス状に配設されており、自然太陽光を受ける。

端子ボックス装置２０は、各太陽電池モジュール１の裏面側等に取付けられており、各太陽電池モジュール１同士を相互接続し或は外部の接続ボックス１０に接続する機能を有している。また、端子ボックス装置２０内には、整流素子として複数のバイパス用のダイオード３０ａ〜３０ｃが収容配置されている。

各ダイオード３０ａ〜３０ｃは、各太陽電池セル４（又は複数の太陽電池セルからなる各セル群）の出力極性とは逆方向にして並列接続されている。これにより、例えば、所定の太陽電池セル４に太陽光が照射しない状態になったこと等が原因で、当該太陽電池セル４に対して逆バイアス電圧が印加された場合に、当該太陽電池セル４の電流がダイオード３０ａ〜３０ｃ側にバイパスされるようになっている。これら各ダイオードは、端子ボックス装置２０内では、直列接続されることになる。

なお、実際には、それぞれの太陽電池モジュール１において、各太陽電池セル４（又は複数の太陽電池セルからなる各セル群）に対して１つのダイオード３０ａ〜３０ｃが設けられているため、１つの太陽電池モジュール１に対して複数のダイオード３０ａ〜３０ｃが設けられる。本実施形態では、１つの太陽電池モジュール１に対して３つのダイオード３０ａ〜３０ｃが設けられている（図２参照）。図１では、１つの太陽電池モジュール１に対して１つのダイオード３０ａ〜３０ｃのみを図示している。

上記各太陽電池モジュール１は、それぞれの裏面側に取付けられた端子ボックス装置２０を経由して引出された接続ケーブル１５を介して隣接する他の太陽電池モジュール１に接続されており、これにより、複数の太陽電池モジュール１が直列に電気的に接続されている。

この各太陽電池モジュール１から電力を取出す際には、太陽電池モジュール１群より引出された一対の接続ケーブル１５が接続ボックス１０又はインバータ装置等に接続されて交流電流に変換され取出される構成となっている。

端子ボックス装置２０についてより詳細に説明する。

図２は端子ボックス装置２０を示す平面図である。この端子ボックス装置２０は、端子ボックス筐体２１と、複数（ここでは３つ）の整流素子としてのダイオード３０ａ〜３０ｃと、第１端子２５ａ〜２５ｃと第２端子２６ａ〜２６ｃとを有する複数組（ここでは３組）の端子群と、少なくとも１つ（ここでは２つ）放熱中継端子４０ａ，４０ｂとを備えている。なお、図２において、斜線を付した領域部分は、比較的放熱効果の高い部分である。

端子ボックス筐体２１は、合成樹脂等により形成されており、内部に収容凹部を有しかつ上方が開放された平面視略長方形状のケース構造とされたボックス本体２１ａと、その収容凹部を閉塞すべくボックス本体２１ａの上方開口に取付けられる板状の蓋体（図示省略）とを備えている。

ボックス本体２１ａの底面には、その一側部（図２では上側部分）に沿って配線孔２２ａが形成されると共に、ボックス本体２１ａの他側側（図２では下側）の側壁部の両端部には、一対のケーブル嵌通孔２２ｂが形成されている。

そして、太陽電池モジュール１の各太陽電池セル４（又は複数の太陽電池セルからなる各セル群）から引出されたリードフレーム１６（接続子）のそれぞれの端部が、配線孔２２ａを通じてそれぞれ端子ボックス筐体２１内に引込まれている。また、各太陽電池モジュール１相互間を接続する接続ケーブル１５或は各太陽電池モジュール１からの電力を外部に取出すための接続ケーブル１５が上記各ケーブル嵌通孔２２ｂに嵌通され端子ボックス筐体２１内に引込まれている。

また、端子ボックス筐体２１内に、収容凹部をその長手方向に沿って３つのダイオード収容空間２３ａ〜２３ｃに仕切る２つの隔壁２４が形成されている。各ダイオード収容空間２３ａ〜２３ｃには、後述するようにそれぞれ単一のダイオード３０ａ〜３０ｃが収容されることとなる。

また、この隔壁２４には、放熱中継端子挿通溝２４ａが形成されており、後述する放熱中継端子４０ａ，４０ｂが当該放熱中継端子挿通溝２４ａを通って隣合うダイオード収容空間２３ａ〜２３ｃ間にまたがって配設されることとなる。

また、ダイオード３０ａ〜３０ｃは、図２〜図４に示すように、整流素子本体３１ａ〜３１ｃと、整流素子本体３１ａ〜３１ｃの第１電極であるアノード電極３１ａａ等に電気的にされた第１リード端子３２ａ〜３２ｃと、整流素子本体３１ａの第２電極であるカソード電極３１ａｂ等に電気的に接続された第２リード端子３３ａ〜３３ｃとを備えている。

具体的には、整流素子本体３１ａは、カソード電極３１ａｂ、ｎ型領域３１ａｃ、ｐ型領域３１ａｄ及びアノード電極３１ａａがこの順で積層された構成とされており、平面視略正方形状のチップ状に形成されている。

第２リード端子３３ａは、平面視矩形状の板状に形成されている。この第２リード端子３３ａの一端部の上面側に、上記整流素子本体３１ａが配設されて、当該整流素子本体３１ａの第１電極であるカソード電極３１ａｂが半田付等で電気的に接続されている。

また、第１リード端子３２ａは、矩形形状に形成されたリード板本体３２ａａと、上記整流素子本体３１ａの平面視における大きさと略同じ大きさの略矩形状に形成された素子本体接続部３２ａｂとを備えている。この素子本体接続部３２ａｂの下面側に上記整流素子本体３１ａが配設され、当該整流素子本体３１ａの第２電極であるアノード電極３１ａａが素子本体接続部３２ａｂに半田付等により電気的に接続されている。なお、上記第１リード端子３２ａと第２リード端子３３ａとは互いに反対方向に向けて延出している。

この第１リード端子３２ａは、以下の構成を採用することにより、上記第２リード端子３３ａよりも撓み変形容易となっている。なお、下記の構成のうち少なくとも１つの構成を採用することで、第２リード端子３３ａよりも撓み変形容易な構成とすることができる。

まず、上記リード板本体３２ａａと素子本体接続部３２ａｂとは、それらよりも幅狭なくびれ部３２ａｃにより連結されている。これにより、第１リード端子３２ａが、当該くびれ部３２ａｃにおいて撓み変形容易とされている。

また、この第１リード端子３２ａの厚みは上記第２リード端子３３ａの厚みよりも薄く形成されている。これにより、第１リード端子３２ａの全体で柔軟に撓み変形容易となっている。

さらに、上記リード板本体３２ａａのうち素子本体接続部３２ａｂ側の部分に、その長手方向に沿った両側辺から交互に、その長手方向に略垂直な方向に深く切り込まれたスリット状の切込み部３４が形成されている。これにより、第１リード端子３２ａが当該切込み部３４が形成された部分で撓み変形容易とされている。

このように第１リード端子３２ａを撓み変形容易とすることで、周辺環境の温度変化或は整流素子本体３１ａ自体が生ずる熱等によってダイオード３０ａに熱応力が加わった場合でも、整流素子本体３１ａと各リード端子３２ａ，３２ｂとの接続部分に加わる応力が吸収される。これにより、例えば、整流素子本体３１ａと各リード端子３２ａ，３２ａとの接続部分が剥離されて導通不良になるといった事態が防止される。

上述のように第１リード端子３２ａにくびれ部３２ａｃや切込み部３４を形成したり、或は、自身の厚みを薄く形成して撓み変形容易な形状に形成した結果、それらの部分で比較的断面積が小さくなり、上記第２リード端子３３ａよりも熱伝導性に劣るようになっている。

なお、本実施形態では、相対的に撓み変形容易な第１リード端子３２ａをアノード電極３１ａａ側に接続し、相対的に撓み変形し難い第２リード端子３３ａをカソード電極３１ａｂ側に接続しているが、逆に接続してもよい。

なお、他のダイオード３０ｂ，３０ｃも、上記ダイオード３０ａと同様構成とされている。

また、端子ボックス筐体２１内に、複数組の端子群が設けられている。具体的には、上記各ダイオード収容空間２３ａ〜２３ｃ内に、それぞれ１組の端子群が配設されている。

端子ボックス筐体２１の一側部のダイオード収容空間２３ａ内には、第１端子２５ａ及び第２端子２６ａが所定間隔あけて並列状態で配設固定され、端子ボックス筐体２１の中間部のダイオード収容空間２３ｂ内には、第１端子２５ｂ，第２端子２６ｂが所定間隔あけて並列状態で配設固定され、端子ボックス筐体２１の他側部のダイオード収容空間２３ｃ内には、第１端子２５ｃ及び第２端子２６ｃが所定間隔あけて並列状態で配設固定されている。なお、中間部のダイオード収容空間２３ｂ内では、第１端子２５ｂと第２端子２６ｂとの配設位置が、その両側部のダイオード収容空間２３ｂにおける配設位置とは逆になっている。また、各第１端子２５ａ〜２５ｃ及び第２端子２６ａ〜２６ｃは、周知の係止構造等を利用した固定手段によってそれぞれ端子ボックス筐体２１の底部に配設固定されている。

各第１端子２５ａ〜２５ｃ及び第２端子２６ａ〜２６ｃは、金属板等により、それぞれ平面視略長方形状の平板状に形成されている。そして、各ダイオード収容空間２３ａ〜２３ｃ内において、各ダイオード３０ａ〜３０ｃの第１リード端子３２ａ〜３２ｃが第１端子２５ａ〜２５ｃに半田付等により電気的に接続されると共に、第２リード端子３３ａ〜３３ｃが第２端子２６ａ〜２６ｃに半田付等により電気的に接続されている。

上記各第１端子２５ａ〜２５ｃ及び第２端子２６ａ〜２６ｃのうち、一側部のダイオード収容空間２３ａ内における第１端子２５ａの一端部と、中間部のダイオード収容空間２３ｂにおける第１端子２５ｂ及び第２端子２６ｂの各一端部と、他側部のダイオード収容空間２３ｃにおける第２端子２６ｃの一端部には、太陽電池モジュール１の各太陽電池セル４（又は複数の太陽電池セルからなる各セル群）から引出されたリードフレーム１６の端部がそれぞれ接続されている。また、一側部のダイオード収容空間２３ａ内における第１端子２５ａの他端部と、他側部のダイオード収容空間２３ｃにおける第２端子２６ｃの他端部とに、外部からの接続ケーブル１５がカシメ接続等により接続されている。

また、放熱中継端子４０ａ，４０ｂは、上記各ダイオード３０ａ〜３０ｃが直列に接続されるように、隣合う各ダイオード３０ａ〜３０ｃに接続された第１端子２５ａ〜２５ｃと第２端子２６ａ〜２６ｃとを接続する。

具体的には、放熱中継端子４０ａ，４０ｂは、金属板等により、正面視略Ｕ字状の板状部材に形成されている。本実施形態では、放熱中継端子４０ａ，４０ｂは、上記第１端子２５ａ〜２５ｃ及び第２端子２６ａ〜２６ｃと略同幅の帯板状に形成されている。

一方側の放熱中継端子４０ａの一端部は、一側部のダイオード収容空間２３ａにおける第２端子２６ａに接続されると共に、その他端部は、隔壁２４の放熱中継端子挿通溝２４ａを通って中間部のダイオード収容空間２３ｂ内に引込まれて、その内部の第１端子２５ｂに接続されている。また、他方側の放熱中継端子４０ｂの一端部は、他側部のダイオード収容空間２３ｃにおける第１端子２５ｃに接続されると共に、その他端部は、隔壁２４の放熱中継端子挿通溝２４ａを通って中間部のダイオード収容空間２３ｂ内に引込まれて、その内部の第２端子２６ｂに接続されている。

このように第１端子２５ａ〜２５ｃ、第２端子２６ａ〜２６ｃ及び放熱中継端子４０ａ，４０ｂを介して、各ダイオード３０ａ〜３０ｃが直列に接続されることとなる。

なお、放熱中継端子４０ａ，４０ｂの各端部と第１端子２５ｂ，２５ｃ及び第２端子２６ａ，２６ｂとは、電気的及び熱的に伝導容易な態様で接続されている。本実施形態では、放熱中継端子４０ａ，４０ｂの各端部と第１端子２５ｂ，２５ｃ及び第２端子２６ａ，２６ｂの各端部とを重ね合せた状態で、端子ボックス筐体２１の底部にネジ締めすることにより、接続を行っている。

この端子ボックス装置において、ダイオード３０ａに着目すると、ダイオード３０ａで生じた熱は、まず、比較的熱伝導性に優れた第２リード端子３３ａから第２端子２６ａに伝わり、さらに、放熱中継端子４０ａを経由して隣りのダイオード３０ｂ側の第１端子２５ｂに伝わり、これらの各部で放熱され、特に、隣の第１端子２５ｂで放熱される。このため、ダイオード３０ａの放熱性に優れ、そのジャンクション温度の上昇を防止することができる。

なお、このダイオード３０ａ側の第１端子２５ａには接続ケーブル１５が接続されているため、第１端子２５ａの熱は当該接続ケーブル１５を通じて外部に放出されることが期待され、当該第１端子２５ａは比較的放熱性に優れている。このため、ダイオード３０ａの温度上昇時において、ダイオード３０ａと第１端子２５ａとの温度差が大きくなる。従って、ダイオード３０ａ側から第１端子２５ａ側へも比較的容易に熱が伝わり、この点からしても、ダイオード３０ａの温度序章を防止することができる。

また、ダイオード３０ｂに着目すると、当該ダイオード３０ｂで生じた熱は、上記と同様に、比較的熱伝導性に優れた第２リード端子３３ｂから第２端子２６ｂに伝わり、さらに、放熱中継端子４０ｂを経由して隣りのダイオード３０ｃ側の第１端子２５ｃに伝わり、これらの各部でそれぞれ放熱され、特に、隣の第１端子２５ｃで放熱される。このため、ダイオード３０ａの放熱性に優れ、そのジャンクション温度の上昇を防止することができる。

ちなみに、ダイオード３０ｃについては、当該ダイオード３０ｃで生じた熱は、比較的熱伝導性に優れた第２リード端子３３ｃから第２端子２６ｃに伝わる。この第２端子２６ｃには、接続ケーブル１５が接続されているので、当該接続ケーブル１５を通じて外部に熱が放出されることが期待される。このため、当該第２端子２６ｃは、他の第２端子２６ａ，２６ｂ等と比較しても放熱性に優れている。従って、伝わった熱は、第２端子２６ｃ及び接続ケーブル１５を通じて外部に放出され、ダイオード３０ｃの放熱性に優れ、そのジャンクション温度の上昇を防止することができる。

本実施形態では、特に、各第１端子２５ａ〜２５ｃ、第２端子２６ａ〜２６ｃ及び放熱中継端子４０ａ，４０ｂが平板状に形成されているため、それぞれの部分で効率的に熱を放出させることができる。

なお、本実施形態では、３つのダイオード３０ａ〜３０ｃを備えた端子ボックスについて説明したが、本発明は、２つ以上のダイオードを備えた端子ボックスについて適用できる。

｛第２実施形態｝
この発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置について説明する。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態において説明した端子ボックス装置の構成要素と同様構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

図５は、第２実施形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置の平面概略図である。

この端子ボックス装置では、上記第１実施形態における第２端子２６ａと第１端子２５ｂと放熱中継端子４０ａとが一体形成された一体化放熱端子１４０ａと、上記第１実施形態における第２端子２６ｂと第１端子２５ｃと放熱中継端子４０ｂとが一体形成された一体化放熱端子１４０ｂとを備えている。これら一体化放熱端子１４０ａ，１４０ｂは、例えば、それぞれ一枚の金属板を適宜打抜き加工することにより形成されている。

このように構成された端子ボックス装置によると、第２端子２６ａ（２６ｂ）と第１端子２５ｂ（２５ｃ）と放熱中継端子４０ａ（４０ｂ）が一体形成された一体化放熱端子１４０ａ（１４０ｂ）を備えているため、それらを端子ボックス装置内に取付ける工数を削減することができる。また、本来の目的であるダイオード３０ａ〜３０ｃの放熱も十分に確保できる。

｛第３実施形態｝
この発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置について説明する。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態及び第２実施形態において説明した端子ボックス装置の構成要素と同様構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

すなわち、上記第１及び第２実施形態では、各ダイオード３０ａ〜３０ｃの第１リード端子３２ａ〜３２ｃ及び第２リード端子３３ａ〜３３ｃを、第１リード端子３２ａ〜３２ｃ及び第２リード端子３３ａ〜３３ｃ等に、半田付け等で電気的に接続している。ところが、これら第１リード端子３２ａ〜３２ｃ及び第２リード端子３３ａ〜３３ｃ等は、既述したように、放熱中継端子４０ａ，４０ｂ部分等に熱を逃す構成等、放熱性を向上させた構成を有している。このため、半田コテを用いた半田付け作業では、半田付け作業の効率が悪くなり、例えば、半田付け作業に２０秒、或は、それ以上の時間を要する。このように、ダイオード３０ａ〜３０ｃの放熱効果の向上の要請と半田付け作業性の向上の要請とは相反する。

そこで、ここでは、各ダイオード３０ａ〜３０ｃの第１リード端子３２ａ〜３２ｃ及び第２リード端子３３ａ〜３３ｃと、第１リード端子３２ａ〜３２ｃ及び第２リード端子３３ａ〜３３ｃ等との接続作業を、効率よく行える接続方法について説明する。

図６は、第３実施形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置の平面概略図である。なお、後に参照する図７〜図９は、図６のＡ−Ａ線における概略断面図である。

この実施形態では、上記各ダイオード３０ａ〜３０ｃの第１リード端子３２ａ〜３２ｃ及び第２リード端子３３ａ〜３３ｃと、一体化放熱端子１４０ａ，１４０ｂの第１端子２５ｂ，２５ｃ部分，第２端子２６ａ，２６ｂ部分、その他の第１端子２５ａ，第２端子２５ｃとを接続するための接続方法（図６において丸枠で囲み斜線を付した部分参照）について説明する。勿論、ここで説明する接続方法は、第１実施形態のように、放熱中継端子４０ａ，４０ｂとは別体とされた第１端子２５ａ〜２５ｃと第２端子２６ａ〜２６ｃとを、各ダイオード３０ａ〜３０ｃの対応するリード端子３２ａ〜３２ｃ，３３ａ〜３３ｃに接続する場合についても同様に適用できる。

この第１の接続方法では、図７又は図８に示すように、まず、一体化放熱端子１４０ａ，１４０ｂの第１端子２５ｂ，２５ｃ部分又は第２端子２６ａ，２６ｂ部分又は第１端子２５ａ，第２端子２６ｃのうちの一つ（以下、本実施の形態において単に端子２２５という）を、端子ボックス筐体２１のボックス本体２１ａ内に収容固定し、その端部の一方面側にクリーム半田Ｓを適量塗布する。そして、この端子２２５の端部の一方面側に、対応する第１リード端子３２ａ〜３２ｃ及び第２リード端子３３ａ〜３３ｃのうちの一つ（以下、本実施の形態において単にリード端子２３２という）の端部を重ね合せるようにして、当該端子２２５（ダイオード３０ａ〜３０ｃ）を端子ボックス筐体２１のボックス本体２１ａ内に収容固定する。これにより、間に半田を介在させた状態で、端子２２５とリード端子２３２とが重ね合される。

そして、これらを重ね合せたものに対して、一対の電極２５０ａ，２５０ｂを接触させる。一対の電極２５０ａ，２５０ｂを接触させる態様としては、図７に示すように、端子２２５とリード端子２３２とを重ね合せたものを、一対の電極２５０ａ，２５０ｂで挟込むようにする態様がある。また、図８に示すように、一対の電極２５０ａ，２５０ｂを適宜間隔あけて近接配置し、この一対の電極２５０ａ，２５０ｂと押え治具２５２とで、端子２２５とリード端子２３２とを重ね合せたものを挟込む態様とがある。

なお、上記端子２２５及びリード端子２３２を端子ボックス筐体２１のボックス本体２１ａ内に組込んだ状態で、本接続方法を実施できるように、ボックス本体２１ａのうちそれら端子２２５とリード端子２３２との接続部分に作業用開口２２１ｈが形成されている。上記電極２５０ａ，２５０ｂ等は、当該作業用開口２２１ｈを通じて端子２２５及びリード端子２３２に接触する。

次に、一対の電極２５０ａ，２５０ｂを挟込むように圧力を加えた状態で、一対の電極２５０ａ，２５０ｂ間に所定の大電流を通電することで、端子２２５とリード端子２３２、さらにそれらの間の半田Ｓを短時間で極部的に温度上昇させる。なお、通電方向は、上方向から下方向へ、又は、その逆のいずれであってもよい。これにより、クリーム半田Ｓが溶融して端子２２５とリード端子２３２とが半田付けされることになる。

第２の接続方法は、上記端子２２５とリード端子２３２とを抵抗溶接する方法である。すなわち、図９に示すように、端子２２５をボックス本体２１ａ内に収容固定し、その端部にリード端子２３２の端部を重ね合せるようにして、当該リード端子２３２をボックス本体２１ａ内に収容固定する。これにより、端子２２５とリード端子２３２とが重ね合される。

そして、端子２２５とリード端子２３２とを重ね合せたものを、抵抗溶接用の一対の電極２６０ａ，２６０ｂで挟込むようにして接触させる。なお、上記第１の接続方法と同様に、ボックス本体２１ａのうちそれら端子２２５とリード端子２３２との接続部分に作業用開口２２１ｈを形成しておくとよい。

そして、一対の電極２６０ａ，２６０ｂを挟込むように圧力を加えた状態で、一対の電極２６０ａ，２６０ｂ間に所定の大電流を通電することで、抵抗発熱（ジュール熱）により端子２２５とリード端子２３２とを溶融させて接合する。なお、通電は、上方向から下方向へ、又は、その逆のいずれであってもよい。

この際、例えば、端子２２５側に、リード端子２３２に突出する凸部２２５ａを形成し、電流を極地に集中させるようにするとよい。勿論、リード端子２３２側に凸部が形成してあってもよい。

以上の接続方法によると、一対の電極２５０ａ，２５０ｂ間に通電することにより、リード端子２３２と端子２２５との間に介在する半田クリームＳを加熱してリード端子２３２と端子２２５とを半田付けし、或は、抵抗溶接用の一対の電極２６０ａ，２６０ｂ間に通電することにより、リード端子２３２と端子２２５とを抵抗溶接しているため、接続作業を比較的短時間で行える。例えば、５秒程度で接続作業を行える。

また、接続作業を容易に機械化でき、より効率的な接続作業を行える。

太陽光発電システムの電気的構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置の平面概略図である。 同上の太陽電池モジュール用端子ボックス装置に用いられるバイパスダイオードの部分拡大平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 第２実施形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置の平面概略図である。 第３実施形態に係る太陽電池モジュール用端子ボックス装置の平面概略図である。 リード端子と端子との第１の接続方法を示す概略断面図である。 他の態様によるリード端子と端子との第１の接続方法を示す概略断面図である。 リード端子と端子との第２の接続方法を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 太陽電池モジュール
４ 太陽電池セル
２０ 端子ボックス装置
２１ 端子ボックス筐体
２５ａ〜２５ｃ 第１端子
２６ａ〜２６ｃ 第２端子
３０ａ〜３０ｃ ダイオード
３１ａ〜３１ｃ 整流素子本体
３１ａａ アノード電極
３１ａｂ カソード電極
３２ａ〜３２ｃ 第１リード端子
３２ａａ リード板本体
３２ａｂ 素子本体接続部
３２ａｃ くびれ部
３３ａ〜３３ｃ 第２リード端子
３４ 切込み部
４０ａ，４０ｂ 放熱中継端子
１４０ａ，１４０ｂ 一体化放熱端子
２２１ｈ 作業用開口
２２５ 端子
２３２ リード端子
２５０ａ，２５０ｂ 電極
２６０ａ，２６０ｂ 電極

Claims (6)

1. 太陽電池モジュールに装着される端子ボックス装置であって、
   端子ボックス筐体と、
   前記端子ボックス筐体内に配設され、第１電極と第２電極とが設けられた整流素子本体と、前記第１電極に接続された第１リード端子と、前記第２電極に接続され前記第１リード端子よりも熱伝導性に優れた第２リード端子とを有する複数の整流素子と、
   前記第１リード端子が接続された平面視略長方形状の第１端子と、前記第２リード端子が接続された平面視略長方形状の第２端子とが並列状態に配設され、前記整流素子の数に応じて複数組設けられた端子組と、
   前記各整流素子が直列に接続されるように、隣合う前記各整流素子に接続された前記第１端子の端部と前記第２端子の端部とに接続されて、それら第１の端子と第２の端子とを接続する少なくとも１つの放熱中継端子と、
   を備えた太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
2. 請求項１記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置であって、
   前記第１リード端子は板状に形成されており、
   前記第１リード端子の厚みを前記第２リード端子の厚みより薄く形成すること、前記第１リード端子にスリット状の切込み部を形成すること、第１リード端子にくびれ部を形成すること、のうち少なくとも１つの構成を適用することで、前記第２リード端子が前記第１リード端子よりも熱伝導率に優れた構成とされた、太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置であって、
   前記第１端子、前記第２端子及び前記放熱中継端子は、平板状に形成されている、太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置であって、
   前記放熱中継端子は、中継接続を行う前記第１端子及び前記第２端子と一体形成されている、太陽電池モジュール用端子ボックス装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置の製造方法であって、
   間に半田を介在させた状態で、前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを重ね合せ、これらを重ね合せたものに一対の電極を接触させた状態で、前記一対の電極間に通電することにより前記半田を加熱して、前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを半田付けし、
   または、
   前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを重ね合せ、これらを重ね合せたものに一対の電極を接触させた状態で、前記一対の電極間に通電することにより前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを抵抗溶接することで、前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを接続するリード端子と端子との接続方法を含む、太陽電池モジュール用端子ボックス装置の製造方法。
6. 請求項５記載の太陽電池モジュール用端子ボックス装置の製造方法であって、
   前記端子ボックスのうち前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子との接続部分に作業用開口を形成し、
   前記端子ボックス内に、前記整流端子と前記第１又は第２端子とを収容固定した状態で、前記作業用開口を通じて、前記一対の電極を前記第１又は第２リード端子と前記第１又は第２端子とを重ね合せたものに接触させて、半田付け又は抵抗溶接を行う、太陽電池モジュール用端子ボックス装置の製造方法。

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