WO2010150391A1 - 太陽電池モジュール用端子ボックス - Google Patents

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solar cell
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heat
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慎治 中園
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三菱電機株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
    • H02S40/345—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes with cooling means associated with the electrical connection means, e.g. cooling means associated with or applied to the junction box
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a terminal box for a solar cell module provided with a bypass diode for reverse load bypassing the solar cell output for the purpose of preventing the solar cell from being destroyed by a reverse current.
  • DC power from a plurality of solar cell modules laid on the roof of a house is supplied to each electrical product via an inverter or the like.
  • the plurality of solar cell modules are configured to be connected in series via a solar cell module terminal box (hereinafter simply referred to as a terminal box) disposed on the back side of each solar cell module.
  • a conventional terminal box As a conventional terminal box, a plurality of terminal boards that are arranged in parallel inside the housing, one end is connected to the output lead drawn from the back side of the solar cell module and the other end is connected to the module connecting cable And a bypass diode for reverse load that is bridged between the terminal plates are known.
  • a current in the reverse direction is generated from the solar cells in a power generation state. Flow and may destroy the cell.
  • a diode for preventing the reverse current called a bypass diode is usually connected.
  • the bypass diode generates heat when a current flows so as to bypass the unpowered solar cell. If this heat cannot be sufficiently released, there is a risk of damage exceeding the rated temperature.
  • a bypass diode that is bridged between a plurality of terminal plates provided in the terminal box usually has the following configuration. That is, the bypass diode includes a sealing portion having a rectifying function based on a PN junction and two leg electrodes extending from the sealing portion, and one of the two adjacent terminal plates. The one end of the leg electrode is connected to the terminal plate, and the other end of the leg electrode is extended to the other terminal plate to bridge between the two terminal plates (for example, patent Reference 1).
  • bypass diode since the bypass diode has the lower surface of the heat generating sealing portion supported by the metal terminal plate, heat can be released to the outside through this terminal plate.
  • the amount of heat that can be released is still insufficient, and in particular, since heat cannot be released from the upper surface of the sealing portion, improvement has been demanded.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a terminal box for a solar cell module that can efficiently release heat generated in a bypass diode from the upper and lower main surfaces of a sealing portion of the bypass diode. Objective.
  • a terminal box for a solar cell module of the present invention is a terminal box constituting an output part of a solar cell module, and a box body fixed to the solar cell module; , At least two terminal plates with good thermal conductivity, connected to an output lead wire extending from the solar cell module and an external cable extending to the outside, provided in the box body, a resin-sealed sealing portion and a sealing portion A plurality of rectifying elements for bypassing at the time of reverse load that bridge between the terminal plates, and a heat conductive heat dissipation plate that is provided on the bottom surface of the box body and mounts the rectifying element. And the terminal plate and the heat radiating plate sandwich the sealing portion of the rectifying element.
  • good heat conduction is achieved by connecting a heat-radiating plate having good heat conductivity provided on the bottom surface of the box body, an output lead wire extending from the solar cell module, and an external cable (module connection cable) extending to the outside. And the sealing part of the bypass rectifier (bypass diode) is sandwiched between the heat sink and the terminal board. Heat can be efficiently released to the solar cell module, and heat can be efficiently released from the upper surface of the sealing portion to the output lead wire and the external cable via the terminal plate. There is an effect that heat can be released.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a solar cell module to which a solar cell module terminal box according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view of the solar cell module in which the solar cell module terminal box according to Embodiment 1 of the present invention is disposed as viewed from the back side.
  • FIG. 3 is a perspective view of the terminal box with the lid removed.
  • FIG. 4 is a perspective view of the terminal box with the lid and terminal plate removed.
  • FIG. 5 is a front view of the terminal box with the lid removed. 6 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
  • FIG. 8 is a front view of a rectifying element (bypass diode).
  • FIG. 9 is a schematic circuit diagram showing a connection state around the terminal box.
  • FIG. 10 is a front view of the terminal box from which the cover and the terminal plate of the terminal box for a solar cell module according to Embodiment 2 of the present invention are removed.
  • 11 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG.
  • FIG. 12 is an enlarged longitudinal sectional view showing a portion J in FIG.
  • FIG. 13 is a front view of the terminal box which removed the cover body and terminal plate of the terminal box for solar cell modules which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • 14 is a cross-sectional view taken along line HH in FIG.
  • FIG. 15 is an enlarged longitudinal sectional view showing a portion K in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a solar cell module to which a solar cell module terminal box according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view of the solar cell module in which the solar cell module terminal box according to Embodiment 1 of the present invention is disposed as viewed from the back side.
  • the solar cell module 100 includes a large number of solar cells 12 connected in series, a front cover member having high translucency, a back cover member 14 having excellent weather resistance, and a resin encapsulated therebetween.
  • a rectangular frame-shaped aluminum support frame 13 that supports the structure, and a solar cell module terminal box that is attached to the back cover member 14 and constitutes the output portion of the solar cell module 100 (Hereinafter simply referred to as a terminal box) 20.
  • the terminal box 20 has a substantially box-shaped housing that constitutes the outer shell.
  • This housing is further composed of a box body 20A and a lid 20B.
  • the substantially plate-shaped lid body 20B closes the open surface of the box body 20A having a substantially rectangular parallelepiped box shape that opens one surface.
  • the output part of the solar cell module 100 is accommodated in the inside of a housing
  • Module output cables (external cables) 16a and 16b extending to the outside are connected to the output unit for the purpose of taking out the output of the solar cell module 100 and for connecting to other solar cell modules.
  • FIG. 3 is a perspective view of the terminal box 20 with the lid 20B removed.
  • FIG. 4 is a perspective view of the terminal box 20 with the lid 20B and the terminal board removed.
  • FIG. 8 is a front view of a rectifying element (bypass diode).
  • FIG. 9 is a schematic circuit diagram showing a connection state around the terminal box.
  • the box body 20A has a substantially rectangular parallelepiped box shape, has a bottom surface and side surfaces surrounding the four sides, and accommodates the output unit 4 therein.
  • a rectangular lead wire inlet 20a is formed along the side at the upper corner of the bottom surface of the box body 20A.
  • An output lead wire (not shown) extending from the inside of the solar battery cell 12 is inserted through the lead wire inlet 20a.
  • the output lead wire is a flat copper wire having a surface plated with solder.
  • cable lead-out holes 20b and 20c for pulling out the module connecting cables 16a and 16b are formed on the side surface opposite to the lead wire lead-in port 20a.
  • the output unit 4 includes three heat sinks 9A, 9B, and 9C disposed on the bottom surface of the box body 20, and three bypass diodes (hereinafter simply referred to as diodes) 8A, 8B, and 8C for bypass during reverse load,
  • the four terminal plates 1A, 1B, 1C, and 1D for connecting the external electric wires are included.
  • the three heat sinks 9A, 9B, and 9C are made of a material having good heat conductivity, and extend almost entirely over the bottom surface of the box body 20, and the solar cell module 100 (not shown) via the bottom surface of the box body 20. (Fig. 4).
  • Three diodes 8A, 8B, 8C are mounted on the three heat sinks 9A, 9B, 9C.
  • the four terminal boards 1A, 1B, 1C, and 1D are made of a material having good heat conductivity, and the protrusions 7A, 7B, 7C, and 7D are inserted into the mounting holes that are drilled in the terminal boards 1A, 1B, 1C, and 1D. It is fixed to 7C and 7D.
  • the terminal boards 1A, 1B, 1C, 1D are arranged in parallel in the left-right direction in the figure, and have a long shape extending in the up-down direction in the figure.
  • each terminal plate 1A, 1B, 1C, 1D in the figure a lead wire connecting portion 1a to which an output lead wire inserted through the lead wire inlet 20a is soldered is provided. Output lead wires extending from one end of the plurality of solar cells 12 connected in series are joined to the lead wire connecting portion 1a (FIGS. 5 and 9).
  • the diodes 8A, 8B, and 8C are arranged away from each other so as to alternately reciprocate in the direction orthogonal to the arrangement of the four terminal boards 1A, 1B, 1C, and 1D. That is, the diodes 8A, 8B, and 8C are arranged in a staggered manner in a direction orthogonal to the arrangement direction of the terminal plates 1A, 1B, 1C, and 1D.
  • the diodes 8A, 8B, and 8C are sandwiched between the heat dissipation plates 9A, 9B, and 9C and the terminal plates 1A, 1B, and 1D. As shown in FIG.
  • the diode 8A includes a sealing portion 8a in which a semiconductor element is sealed with an insulating resin material, and leg electrodes 8b and 8c extending from the sealing portion 8a.
  • the sealing portion 8a has a rectangular flat shape and a heat sink is exposed on one main surface in order to improve heat dissipation.
  • the other two diodes 8B and 8C have the same configuration.
  • the diodes 8A, 8B, and 8C are mounted on the heat sinks 9A, 9B, and 9C by bringing one main surface (lower surface) of the sealing portion 8a into surface contact with the heat sinks 9A, 9B, and 9C, respectively.
  • the other main surface (upper surface) of the portion 8a is brought into surface contact with the terminal plates 1A, 1B, 1D and sandwiched between them.
  • the diodes 8A, 8B, and 8C have a rectifying function based on a PN junction, and the two leg electrodes 8b and 8c are an N pole and a P pole, respectively.
  • the two leg electrodes 8b and 8c are bridged across the terminal boards. That is, the diodes 8A, 8B, 8C have the sealing portion 8a supported by one of the two adjacent terminal plates, and one of the leg electrodes is connected to the terminal plate. The other of the electrodes is extended to the other terminal plate side to bridge between the two terminal plates.
  • the diode 8A bridges between the terminal plate 1A and the terminal plate 1B to prevent reverse current flowing between them.
  • the diode 8B bridges between the terminal plate 1B and the terminal plate 1C to prevent a reverse current flowing between them.
  • the diode 8C bridges between the terminal plate 1C and the terminal plate 1D to prevent a reverse current flowing between them (FIG. 9).
  • the box main body 20A fixed to the solar cell module 100, the output lead wire that is provided in the box main body 20A and extends from the solar cell module 100, and the outside.
  • the heat sinks 9A, 9B, and 9C having good heat conductivity for mounting the diodes 8A, 8B, and 8C are provided.
  • the terminal plates 1A, 1B, and 1D and the heat sink 9 are provided.
  • 9B, 9C are sandwiched diodes 8A, 8B, and 8C in the vertical direction.
  • heat-radiating plates 9A, 9B, 9C having good heat conductivity provided on the bottom surface of the box body 20A, output lead wires extending from the solar cell module 100, and the outside 4A, 1B, 1C, and 1D having good heat conductivity to which the module connecting cables 16a and 16b extending to the end are connected, and diodes 8A and 8B provided as bypass for reverse load. Since the sealing portion 8a of 8C is sandwiched between the heat sinks 9A, 9B, and 9C and the terminal plates 1A, 1B, and 1D, the solar cell is passed through the heat sinks 9A, 9B, and 9C from the lower surface of the sealing portion 8a.
  • Heat can be efficiently released to the module 100, and the output lead wire and module connection cable from the upper surface of the sealing portion 8a through the terminal plates 1A, 1B, and 1D. 6a, it is possible to release the heat efficiently to 16b, can escape a sufficient amount of heat as a whole.
  • the diodes 8A, 8B, and 8C are arranged in a staggered manner in a direction orthogonal to the arrangement with respect to the arrangement direction of the terminal plates 1A, 1B, 1C, and 1D so that the distance between them is sufficiently large. Therefore, the heat conducted from each of the diodes 8A, 8B, and 8C to the terminal plates 1A, 1B, and 1D does not concentrate and stay in one place.
  • the space that houses the output part in the box body 20A may be filled with a potting material (thermally conductive insulating resin).
  • a potting material thermalally conductive insulating resin
  • terminal boards 1A, 1B, 1C, and 1D and three diodes 8A, 8B, and 8C are provided, but at least two terminal boards and one diode are provided.
  • the present embodiment can be applied to any terminal box.
  • FIG. FIG. 10 is a front view of the terminal box from which the cover and the terminal plate of the terminal box for a solar cell module according to Embodiment 2 of the present invention are removed.
  • 11 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG.
  • FIG. 12 is an enlarged longitudinal sectional view showing a portion J in FIG.
  • the heat radiating plate 9B according to the present embodiment has heat radiating fins 9a formed by being bent into an S-shaped cross section at the ends of the cable drawing holes 20b and 20c. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the heat of the heat radiating plate 9B is efficiently dissipated through the heat radiating fins 9a.
  • the heat generated in the diode 8B is transmitted to the heat radiating plate 9B and efficiently radiated through the heat radiating fins 9a. Therefore, a sufficient amount of heat can be released as a whole.
  • the radiating fins 9a may be provided on the other two radiating plates 9A and 9C.
  • FIG. FIG. 13 is a front view of the terminal box which removed the cover body and terminal plate of the terminal box for solar cell modules which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • 14 is a cross-sectional view taken along line HH in FIG.
  • FIG. 15 is an enlarged longitudinal sectional view showing a portion K in FIG.
  • the terminal board 1B of the present embodiment has heat radiation fins 1c formed by being bent in a cross-sectional wave shape at the end opposite to the lead wire connecting portion 1a. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the heat of the terminal board 1B is efficiently dissipated through the radiation fins 1c.
  • the heat generated in the diode 8B is transmitted to the terminal board 1B and efficiently radiated through the heat radiation fins 1c. Therefore, a sufficient amount of heat can be released as a whole.
  • the radiating fin 1c may be provided on the other two terminal plates 1A and 1D that are in contact with the diodes 8A and 8C.
  • the terminal plates 1A, 1B, and 1D of the first to third embodiments are simply in surface contact with the sealing portions 8a of the diodes 8A, 8B, and 8C, but are in surface contact with the terminal plates 1A, 1B, and 1D. It is also possible to give elasticity to the portion that is in contact with the terminal plates 1A, 1B, 1D with a predetermined pressing force. Specifically, this can be realized, for example, by curving the entire terminal board, or by partially cutting and raising the contact portion. Thereby, reliable contact is obtained and the heat dissipation effect is improved.
  • the solar cell module terminal box according to the present invention is useful when applied to a solar cell module terminal box including a rectifying element for reverse load bypass that bypasses the solar cell output, and particularly heat generation. It is optimally applied to those equipped with a large amount of bypass rectifier.

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Abstract

　ボックス本体（２０Ａ）の体底面に拡がって設けられた良熱伝導性の放熱板（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）と、太陽電池モジュール（１００）から延びる出力リード線及び外部へと延びるモジュール連結ケーブル（１６ａ，１６ｂ）が接続される良熱伝導性の４枚の端子板（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）とを備えており、逆負荷時バイパス用として設けられたダイオード（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）の封止部（８ａ）は、放熱板（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）と端子板（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）との間に挟まれている。封止部（８ａ）の下面から放熱板（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）を介して太陽電池モジュール（１００）に効率よく熱を逃がすことができ、また、封止部（８ａ）の上面から端子板（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）を介して出力リード線及びモジュール連結ケーブル（１６ａ，１６ｂ）に効率よく熱を逃がすことができる。

Description

太陽電池モジュール用端子ボックス
　本発明は、逆流電流による太陽電池セルの破壊を防止する目的で、太陽電池出力をバイパスする逆負荷時バイパス用のバイパスダイオードを備える太陽電池モジュール用端子ボックスに関するものである。
　太陽光発電システムでは、家屋の屋根上に敷設した複数の太陽電池モジュールからの直流電力をインバータ等を介して各電気製品に供給するようになっている。複数の太陽電池モジュールは、各太陽電池モジュールの裏側に配置された太陽電池モジュール用端子ボックス（以降、単に端子ボックス）を介して直列に接続された構成となっている。
　従来の端子ボックスとしては、筐体の内部に並設されて一端が太陽電池モジュールの裏面側から引き出された出力リードに接続されるとともに他端がモジュール連結ケーブルに接続される複数枚の端子板と、各端子板間に架け渡される逆負荷時バイパス用のバイパスダイオードとを備えたものが知られている。
　太陽電池モジュールにおいては、一部の太陽電池セルに影がかかり、太陽光が当たらず未発電状態になると、この未発電状態の太陽電池セルに、発電状態の太陽電池セルから逆方向の電流が流れ、セルを破壊する恐れがある。このような逆流電流による太陽電池セルの破壊を防止するために、通常、バイパスダイオードと呼ばれる逆流電流を防止するためのダイオードが接続されている。このバイパスダイオードは、未発電状態の太陽電池セルを迂回するようにして電流が流れた際、発熱する。そして、この熱を十分に逃がすことが出来ない場合、定格温度を超え破損する恐れがある。
　一方、太陽電池モジュールを住宅の屋根上などに設置する場合、通常は取付金具を用いて架台上に取り付けられるが、太陽電池モジュールの裏側には、上述したバイパスダイオードや接続端子を外部環境から保護するための端子ボックスが設置されている。
　端子ボックス内で、併設された複数の端子板間に架け渡されるバイパスダイオードは、通常以下の構成である。つまり、バイパスダイオードは、ＰＮ接合に基づく整流機能を持つ封止部と、この封止部から延出する２本の脚部電極とからなり、隣接する２つの端子板のうちの一方の端子板に封止部を支持されるとともに、脚部電極の一方をこの端子板に接続し、脚部電極の他方を他方の端子板側へ延出して両端子板間を橋絡する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６－２６９８０３号公報
　上記従来の技術によれば、バイパスダイオードは、発熱する封止部の下面を金属製の端子板に支持されているので、この端子板を介して熱を外部に逃がすことができる。しかしながら、上記従来の技術においては、逃がすことができる熱量がいまだ十分でなく、特に封止部の上面から熱を逃がすことができないので改善が求められていた。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイパスダイオードに発生した熱をバイパスダイオードの封止部の上下主面から効率良く逃がすことができる太陽電池モジュール用端子ボックスを提供すことを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュール用端子ボックスは、太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスであって、太陽電池モジュールに固定されるボックス本体と、ボックス本体内に併設され太陽電池モジュールから延びる出力リード線及び外部へと延びる外部ケーブルが接続される少なくとも２つの良熱伝導性の端子板と、樹脂封止された封止部と封止部から延びる脚部電極とからなり、端子板間を橋絡する複数の逆負荷時バイパス用の整流素子と、ボックス本体底面に拡がって設けられ整流素子を搭載する良熱伝導性の放熱板とを備え、端子板と放熱板は、整流素子の封止部を挟むことを特徴とする。
　本発明によれば、ボックス本体底面に拡がって設けられた良熱伝導性の放熱板と、太陽電池モジュールから延びる出力リード線及び外部へと延びる外部ケーブル（モジュール連結ケーブル）が接続される良熱伝導性の端子板とを備えており、逆負荷時バイパス用の整流素子（バイパスダイオード）の封止部は、この放熱板と端子板とに挟まれるので、封止部の下面から放熱板を介して太陽電池モジュールに効率よく熱を逃がすことができるとともに、封止部の上面から端子板を介して出力リード線及び外部ケーブルに効率よく熱を逃がすことができるので、全体として十分な量の熱を逃がすことができるという効果を奏する。
図１は、この発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックスが適用される太陽電池モジュールを示す斜視図である。 図２は、この発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックスが配設される太陽電池モジュールを裏面側から見た斜視図である。 図３は、蓋体を取り外した端子ボックスの斜視図である。 図４は、蓋体及び端子板を取り外した端子ボックスの斜視図である。 図５は、蓋体を取り外した端子ボックスの正面図である。 図６は、図５のＥ－Ｅ線に沿う矢視断面図である。 図７は、図５のＦ－Ｆ線に沿う矢視断面図である。 図８は、整流素子（バイパスダイオード）の正面図である。 図９は、端子ボックス回りの接続状態を示す模式的な回路図である。 図１０は、この発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの蓋体及び端子板を取り外した端子ボックスの正面図である。 図１１は、図１０のＧ－Ｇ線に沿う矢視断面図である。 図１２は、図１１のＪ部分を拡大して示す縦断面図である。 図１３は、この発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの蓋体及び端子板を取り外した端子ボックスの正面図である。 図１４は、図１３のＨ－Ｈ線に沿う矢視断面図である。 図１５は、図１４のＫ部分を拡大して示す縦断面図である。
　以下に、本発明にかかる太陽電池モジュール用端子ボックスの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。　　　
実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックスが適用される太陽電池モジュールを示す斜視図である。図２は、この発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュール用端子ボックスが配設される太陽電池モジュールを裏面側から見た斜視図である。太陽電池モジュール１００は、直列に接続された多数の太陽電池セル１２と、この太陽電池セル１２が透光性の高い前面カバー部材と耐候性に優れた裏面カバー部材１４とその中間に封入する樹脂により保護されてなる構造体と、この構造体を支持する矩形枠状のアルミニュウム製の支持フレーム１３と、裏面カバー部材１４に取り付けられ太陽電池モジュール１００の出力部を構成する太陽電池モジュール用端子ボックス（以降、単に端子ボックス）２０とから構成されている。
　端子ボックス２０は、外殻を構成する概略箱状の筐体を有している。この筐体は、さらにボックス本体２０Ａと蓋体２０Ｂとから構成されている。概略板状の蓋体２０Ｂは、一面を開放する概略直方体箱状のボックス本体２０Ａの開放面を閉塞している。そして、筐体の内部には、太陽電池モジュール１００の出力部が収納されている。この出力部には、太陽電池モジュール１００の出力を取り出す目的で、また他の太陽電池モジュールと接続する目的で、外部に延びるモジュール連結ケーブル（外部ケーブル）１６ａ，１６ｂが接続されている。
　図３は、蓋体２０Ｂを取り外した端子ボックス２０の斜視図である。図４は、蓋体２０Ｂ及び端子板を取り外した端子ボックス２０の斜視図である。図５は、蓋体を取り外した端子ボックスの正面図である。図６は、図５のＥ－Ｅ線に沿う矢視断面図である。図７は、図５のＦ－Ｆ線に沿う矢視断面図である。図８は、整流素子（バイパスダイオード）の正面図である。図９は、端子ボックス回りの接続状態を示す模式的な回路図である。
　ボックス本体２０Ａは、概略直方体箱状を成し、底面とその四方を囲む側面とを有し、内部に出力部４を収納している。ボックス本体２０Ａの底面の図示上側の隅部に、辺に沿って矩形のリード線引込口２０ａが形成されている。このリード線引込口２０ａを介して、太陽電池セル１２の内部から延びる図示しない出力リード線が挿入される。出力リード線は、具体的には表面がはんだメッキされた平角銅線である。一方、リード線引込口２０ａと反対側の側面には、モジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂ（図示せず）を引き出すためのケーブル引出孔２０ｂ，２０ｃが形成されている。
　出力部４は、ボックス本体２０の底面に配設された３枚の放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃと、逆負荷時バイパス用の３個のバイパスダイオード（以降、単にダイオード）８Ａ，８Ｂ，８Ｃと、外部電線を接続する４枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとを含んで構成されている。３枚の放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、良熱伝導性の材料で作製され、ボックス本体２０の底面にほぼ全面にわたって広がり、ボックス本体２０の底面を介して太陽電池モジュール１００（図示せず）と対向している（図４）。この３枚の放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃ上に、３個のダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃが搭載されている。
　また、ボックス本体２０Ａの底面に突設された突起７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが、放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃを貫通してボックス本体２０Ａ内に突出している。４枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、良熱伝導性の材料で作製され、自らに穿孔された取付穴に突起７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを挿入して、突起７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに固定されている。端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、相互に平行に図示左右方向に並んで配置され、各々図示上下方向に延びる長尺形状をなしている。それぞれの端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの図示上端には、リード線引込口２０ａを介して挿入された出力リード線がはんだ接合されるリード線接続部１ａが設けられている。このリード線接続部１ａには、直列に接続された複数の太陽電池セル１２の一端から延びる出力リード線が各々接合される（図５、図９）。一方、４枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのうち、図示左右端の２枚の端子板１Ａ，１Ｄの図示下端には、モジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂが圧着接合されるケーブル接続部１ｂが設けられている（図５、図９）。
　ダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、４枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ、１Ｄの配列に対して、この配列と直交する方向に交互に往復するように相互に離れて配置されている。つまり、ダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ、１Ｄの配列方向に対して、この配列と直交する方向に千鳥状に離れて配置されている。そして、ダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃと端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄとの間に挟まれている。ダイオード８Ａは、図８に示すように、半導体素子が絶縁樹脂材にて樹脂封止された封止部８ａとこの封止部８ａから延びる脚部電極８ｂ、８ｃとからなる。封止部８ａは、矩形偏平状をなし放熱性を向上させるため一方の主面にはヒートシンクが露呈している。他の２つのダイオード８Ｂ，８Ｃも、同様の構成をなしている。そして、ダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、封止部８ａの一方の主面（下面）をそれぞれ放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃに面接触させて放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃ上に搭載され、封止部８ａの他方の主面（上面）を端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄに面接触させて両者間に挟まれている。
　ダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、ＰＮ接合に基づく整流機能を持っており、２本の脚部電極８ｂ，８ｃは、それぞれＮ極とＰ極となっている。そして、２本の脚部電極８ｂ，８ｃにて、端子板間を跨ぐようにして橋絡する。すなわち、このダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、隣接する２つの端子板のうちの一方の端子板に封止部８ａを支持されるとともに、脚部電極の一方をこの端子板に接続し、脚部電極の他方を他方の端子板側へ延出して両端子板間を橋絡する。ダイオード８Ａは端子板１Ａと端子板１Ｂとの間を橋絡して両者間に流れる逆電流を防止する。ダイオード８Ｂは端子板１Ｂと端子板１Ｃとの間を橋絡して両者間に流れる逆電流を防止する。ダイオード８Ｃは端子板１Ｃと端子板１Ｄとの間を橋絡して両者間に流れる逆電流を防止する（図９）。
　以上のように本実施の形態の太陽電池モジュール用端子ボックスにおいては、太陽電池モジュール１００に固定されるボックス本体２０Ａと、ボックス本体２０Ａ内に併設され太陽電池モジュール１００から延びる出力リード線及び外部へと延びるモジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂが接続される４枚の良熱伝導性の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと、樹脂封止された封止部８ａとこの封止部８ａから延びる脚部電極８ｂ，８ｃとからなり、４枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ間をそれぞれ橋絡する複数の逆負荷時バイパス用のダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃと、ボックス本体２０Ａの底面に拡がって設けられダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃを搭載する良熱伝導性の放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃとを備え、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄと放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、ダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃを上下方向に挟む。
　このような構成の太陽電池モジュール用端子ボックスにおいては、ボックス本体２０Ａの底面に拡がって設けられた良熱伝導性の放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃと、太陽電池モジュール１００から延びる出力リード線及び外部へと延びるモジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂが接続される良熱伝導性の４枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとを備えており、逆負荷時バイパス用として設けられたダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃの封止部８ａは、放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃと端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄとの間に挟まれるので、封止部８ａの下面から放熱板９Ａ，９Ｂ，９Ｃを介して太陽電池モジュール１００に効率よく熱を逃がすことができるとともに、封止部８ａの上面から端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄを介して出力リード線及びモジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂに効率よく熱を逃がすことができるので、全体として十分な量の熱を逃がすことができる。
　また、ダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、相互間の距離が十分に離れるように、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ、１Ｄの配列方向に対して、配列と直交する方向に千鳥状に離れて配置されているので、各ダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃから端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄに伝導した熱が１箇所に集中して滞ってしまうことがない。
　なお、絶縁性を向上させる目的で、ボックス本体２０Ａ内の出力部を収納している空間には、ポッティング材（熱伝導性絶縁樹脂）が充填される場合があるが、ポッティング材を充填することで、封止部８ａの上面から端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを介して、このポッティング材に効率よく熱を逃がすことができるので、全体としてさらに十分な量の熱を逃がすことができる。
　なお、本実施の形態においては、４枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと３個のダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃであるが、最低２枚の端子板と１個のダイオードを有している端子ボックスであれば、本実施の形態を適用することができる。
実施の形態２．
　図１０は、この発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの蓋体及び端子板を取り外した端子ボックスの正面図である。図１１は、図１０のＧ－Ｇ線に沿う矢視断面図である。図１２は、図１１のＪ部分を拡大して示す縦断面図である。本実施の形態の放熱板９Ｂは、ケーブル引出孔２０ｂ，２０ｃ側の端部に断面Ｓ字形に折り曲げられて形成された放熱フィン９ａを有している。その他の構成は実施の形態１と同様である。
　このような構成の太陽電池モジュールによれば、放熱板９Ｂの熱は、放熱フィン９ａを介して効率よく発散する。これにより、ダイオード８Ｂにて発生した熱は放熱板９Ｂへと伝動して放熱フィン９ａを介して効率よく放熱される。そのため、全体としてさらに十分な量の熱を逃がすことができる。なお、放熱フィン９ａは、他の２つの放熱板９Ａ，９Ｃに設けられてもよい。
実施の形態３．
　図１３は、この発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュール用端子ボックスの蓋体及び端子板を取り外した端子ボックスの正面図である。図１４は、図１３のＨ－Ｈ線に沿う矢視断面図である。図１５は、図１４のＫ部分を拡大して示す縦断面図である。本実施の形態の端子板１Ｂは、リード線接続部１ａと反対側の端部に断面波状に折り曲げられて形成された放熱フィン１ｃを有している。その他の構成は実施の形態１と同様である。
　このような構成の太陽電池モジュールによれば、端子板１Ｂの熱は、放熱フィン１ｃを介して効率よく発散する。これにより、ダイオード８Ｂにて発生した熱は端子板１Ｂへと伝動して放熱フィン１ｃを介して効率よく放熱される。そのため、全体としてさらに十分な量の熱を逃がすことができる。なお、放熱フィン１ｃは、ダイオード８Ａ，８Ｃと接触する他の２枚の端子板１Ａ，１Ｄに設けられてもよい。
　なお、上記実施の形態１から３の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄは、単純にダイオード８Ａ，８Ｂ，８Ｃの封止部８ａと面接触しているが、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄの面接触している部分に弾性を持たせ、所定の押圧力をもって端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｄと接触させてもよい。具体的には、例えば、端子板の全体を湾曲させたり、接触する部分を一部切り起こし形状とするなどしてこれを実現することができる。これにより、確実な接触が得られ放熱効果も向上する。
　以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュール用端子ボックスは、太陽電池出力をバイパスする逆負荷時バイパス用の整流素子を備える太陽電池モジュール用端子ボックスに適用されて有用であり、特に、発熱量の大きいバイパス用整流素子を搭載するものに適用されて最適なものである。
　１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ　端子板
　１ａ　出力リード線接続部
　１ｂ　ケーブル接続部
　１ｃ　放熱フィン
　４　出力部
　７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ　突起
　８Ａ，８Ｂ，８Ｃ　バイパスダイオード（整流素子）
　８ａ　封止部
　８ｂ，８ｃ　脚部電極
　９Ａ，９Ｂ，９Ｃ　放熱板
　９ａ　放熱フィン
　１２　太陽電池セル
　１３　支持フレーム
　１４　裏面カバー部材
　１６ａ，１６ｂ　モジュール連結ケーブル（外部ケーブル）
　２０　端子ボックス
　２０Ａ　ボックス本体
　２０Ｂ　蓋体
　２０ａ　リード線引込口
　２０ｂ，２０ｃ　ケーブル引出孔
　１００　太陽電池モジュール

Claims (6)

  1. 　太陽電池モジュールの出力部を構成する端子ボックスであって、
    　前記太陽電池モジュールに固定されるボックス本体と、
    　前記ボックス本体内に併設され前記太陽電池モジュールから延びる出力リード線及び外部へと延びる外部ケーブルが接続される少なくとも２つの良熱伝導性の端子板と、
    　樹脂封止された封止部と前記封止部から延びる脚部電極とからなり、前記端子板間を橋絡する複数の逆負荷時バイパス用の整流素子と、
    　前記ボックス本体底面に拡がって設けられ前記整流素子を搭載する良熱伝導性の放熱板とを備え、
    　前記端子板と前記放熱板は、前記整流素子の前記封止部を挟む
    　ことを特徴とする太陽電池モジュール用端子ボックス。
  2. 　前記端子板は、３つ以上が並んで設けられ、
    　前記整流素子は、隣り合う前記端子板間にそれぞれ１個が設けられ、
    　複数の前記整流素子は、前記端子板の配列に対して、前記配列と直交する方向に交互に往復するように離れて配置されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
  3. 　前記端子板は、波状に形成された放熱フィンを有している
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
  4. 　前記放熱板は、波状に形成された放熱フィンを有している
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
  5. 　前記ボックス本体内に充填された熱伝導性絶縁樹脂をさらに備えた
    　ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
  6. 　前記端子板は、所定の押圧力を持って前記整流素子の前記封止部に接触する弾性部を有している
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール用端子ボックス。
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