(57)【要約】  太陽光発電システムにおいて使用されるダイオードセルモジュールが、リードフレームとダイオードとを含み、リードフレームは、第１の出口端子から延びる第１のリードと、第１のリードから間隔を置いて配置された第２のリードと、第２のリードから延びる第２の出口端子と、を含む。実施例によっては、第１のリードは、第１の出口端子に接続されたベース部分と、上記ベース部分から第１の出口端子に直角に延びるダイオード部分と、を画定している。実施例によっては、第２のリードは、ベース部分と、上記ベース部分から第１のリードのダイオード部分にほぼ平行に延びるダイオード部分と、を画定してよい。実施例によっては、ダイオードは、第１のリードのダイオード部分及び第２のリードのダイオード部分と電気的に接触してよい。実施例によっては、第１のリード及び第２のリードは、熱伝導性を有してよい。実施例によっては、ダイオードは、リードのダイオード部分とほぼ完全に係合するダイ界面を画定してよい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルを含む太陽光発電システムにおいて使用されるダイオードセルモジュールであって、
導電性リードフレームであって、
第１の出口端子と、
前記第１の出口端子から延びる第１のリードであって、
前記第１の出口端子に接続されたベース部分と、
前記ベース部分から前記第１の出口端子に直角に延びるダイオード部分と、を画定している前記第１のリードと、
前記第１のリードから間隔を置いて配置された第２のリードであって、
ベース部分と、
前記ベース部分から前記第１のリードの前記ダイオード部分にほぼ平行に延びるダイオード部分と、を画定している前記第２のリードと、
前記第２のリードの前記ベース部分から延びる第２の出口端子と、を含む前記導電性リードフレームと、
前記第１のリードの前記ダイオード部分及び前記第２のリードの前記ダイオード部分と電気的に接触しているダイオードと、を備える、
ダイオードセルモジュール。
【請求項２】
前記ダイオードは第１のダイオードを画定し、
前記第２のリードの前記ダイオード部分は、前記第２のリードの第１のダイオード部分を画定し、
前記第２のリードは、前記ベース部分から前記第２のリードの前記第１のダイオード部分とほぼ直角に延びる第２のダイオード部分を画定し、
更に、
前記第２のリードから間隔を置いて配置された第３のリードであって、
ベース部分と、
前記第３のリードの前記ベース部分から前記第２のリードの前記第２のダイオード部分にほぼ平行に延びるダイオード部分と、を画定している前記第３のリードと、
前記第３のリードの前記ベース部分から延びる第３の出口端子と、
前記第３のリードの前記ダイオード部分及び前記第２のリードの前記第２のダイオード部分と接合された第２のダイオードと、を備える、
請求項１に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項３】
前記太陽光発電パネルは、
正端子及び負端子を画定している、太陽光発電セルの第１のストリングと、
正端子及び負端子を画定している、太陽光発電セルの第２のストリングと、
前記第１のストリングの前記正端子と前記第１の出口端子とに電気的に接続された第１のパネルリードと、
前記第１のストリングの前記負端子と前記第２のストリングの前記正端子と前記第２の出口端子とに電気的に接続された第２のパネルリードと、
前記第２のストリングの前記負端子と前記第３の出口端子とに電気的に接続された第３のパネルリードと、を含む、
請求項２に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項４】
前記ダイオードは、
下部ダイ領域と、上部ダイ領域を取り囲む上部ダイ領域突起と、を画定しているダイと、
前記上部ダイ領域突起内にほぼ嵌合する導電性上部ダイ界面と、
前記下部ダイ領域のほぼ全面と係合する導電性下部ダイ界面であって、前記ダイの末端部にある下部表面領域を画定している前記導電性下部ダイ界面と、を含み、
前記第１のリードの前記ダイオード部分又は前記第２のリードの前記ダイオード部分のうちの一方が、前記下部ダイ界面の下部表面領域の大部分に接合される、
請求項１に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項５】
カプセル封入ケースであって、前記カプセル封入は、前記ダイオード、前記第１のリード、及び前記第２のリードを少なくとも部分的に囲む回路空間を囲んでいる、前記カプセル封入ケースと、
前記回路空間内に配置されたカプセル材料であって、前記リードフレームのカプセル封入された部分の周りに成形された耐液性且つ耐電性の熱硬化性材料を特定している前記カプセル材料と、を更に備える、
請求項１に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項６】
前記カプセル材料は成形用エポキシである、請求項５に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項７】
前記カプセル封入ケースは、
前記回路空間に突き当たる絶縁層と、
前記回路空間の末端部の前記絶縁層に突き当たる放熱空間と、を画定している、
請求項５に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項８】
前記放熱空間内に配置された熱伝導性放熱部材を更に備える、請求項０に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項９】
太陽光発電パネルを含む太陽光発電システムにおいて使用されるダイオードセルモジュールであって、
リードフレームであって、
熱伝導性及び導電性を有する第１のリードであって、
ベース部分と、
前記ベース部分から延びるダイオード部分と、を画定している前記第１のリードと、
熱伝導性及び導電性を有する第２のリードであって、
前記第１のリードの前記ダイオード部分から間隔を置いて配置されたダイオード部分と、
前記第２のリードの前記ダイオード部分から延びる接続部分と、
前記第２のリードのダイオード面の末端部の前記接続部分に接続されたベース部分であって、前記第１のリードの前記ベース部分と垂直方向に一直線に並ぶ前記ベース部分と、を画定している前記第２のリードと、を含む前記リードフレームと、
前記第１のリードの前記ダイオード部分及び前記第２のリードの前記ダイオード部分と電気的に接触しているダイオードと、
を備えるダイオードセルモジュール。
【請求項１０】
前記接続部分は、前記ベース部分の表面領域をほぼ最大化する為に角度を付けられている、請求項９に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項１１】
前記ダイオードのそばの第１の端部から、前記ダイオードから間隔を置いて配置された第２の端部に延びる熱伝導性経路であって、１つ以上の熱伝導性層を介して放熱するように構成された前記熱伝導性経路を更に備える、請求項９に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項１２】
前記第１のリードは、前記熱伝導性経路の前記第１の端部と係合する、請求項１１に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項１３】
前記熱伝導性経路の層が金属製放熱部材を含む、請求項１１に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項１４】
前記金属製放熱部材は、外部放熱構造物と係合する、請求項１３に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項１５】
前記熱伝導性経路は、電気的絶縁性及び熱伝導性を有する絶縁層を含む、請求項１１に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項１６】
前記リードフレームは、
前記第２のリードから間隔を置いて配置された第３のリードと、
前記第２のリードと前記第３のリードとの間に接続された第２のダイオードと、
前記第３のリードから間隔を置いて配置された第４のリードと、
前記第３のリードと前記第４のリードとの間に接続された第３のダイオードと、を含み、
前記熱伝導性経路は、前記第１のリードの少なくとも一部分、前記第２のリードの少なくとも一部分、前記第３のリードの少なくとも一部分、及び前記第４のリードの少なくとも一部分と係合する、
請求項１１に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項１７】
前記太陽光発電パネルは、熱伝導面を画定し、
前記熱伝導性経路は、前記パネルの前記熱伝導面と係合する、
請求項１１に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項１８】
太陽光発電パネルを含む太陽光発電システムにおいて使用されるダイオードセルモジュールであって、
ダイオードであって、
上部ダイ界面と、
下部表面領域を画定している下部ダイ界面と、
下部ダイ領域を画定しているダイであって、前記下部ダイ領域の大部分が前記下部ダイ界面と係合する、前記ダイと、を含む前記ダイオードと、
リードフレームであって、
第１の出口端子と、
前記第１の出口端子から延びる、導電性の第１のリードであって、前記下部表面領域より広い表面領域を有するダイオード面を画定するダイオード部分を画定している前記第１のリードと、
前記第１のリードから間隔を置いて配置された、導電性の第２のリードであって、前記上部ダイ界面に電気的に接続されたダイオード部分を画定している前記第２のリードと、
前記第２のリードから延びる第２の出口端子と、を含む前記リードフレームと、を備え、
前記ダイオードは、前記第１のリードの前記ダイオード面と前記第２のリードの前記ダイオード面との間に接続され、前記下部表面領域のほぼ全面が前記第１のリードの前記ダイオード面と係合する、
ダイオードセルモジュール。
【請求項１９】
前記ダイは上部ダイ領域を画定し、
前記上部ダイ界面は、
前記上部ダイ領域の大部分と係合し、
上部表面領域を画定し、前記上部表面領域のほぼ全面が前記第２のリードと係合する、
請求項１８に記載のダイオードセルモジュール。
【請求項２０】
前記下部ダイ界面の前記下部表面領域は、前記下部ダイ領域とほぼ同等か、前記下部ダイ領域より広い、請求項１８に記載のダイオードセルモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１０月１１日に出願された米国特許仮出願第６１／６２７，３６３号の利益を主張するものである、同時係属中の、２０１２年９月２０日に出願された米国特許出願第１３６２３３９０号の利益を主張するものであり、これらはそれぞれ、あらゆる目的の為に、参照によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本開示は、主にダイオードセルモジュールに関し、これは、太陽光発電システムのバイパス回路で使用されるように構成されたダイオードセルモジュールを含む。
【背景技術】
【０００３】
本開示は、主に、バイパスダイオードセルに関する。特に、太陽光発電パネルの日陰部分から電流を遠ざけることによってパネルの誤動作を抑制又は防止することに使用可能なバイパスダイオードセルモジュールを形成するように構成されたバイパスダイオードセルに関する。更に、改良された放熱特性を有する、十分に集積化されたバイパスダイオードセルモジュールについて説明する。
【０００４】
太陽光発電システムで使用されている既知のバイパス回路の多くは、十分なものではない。例えば、既存の多くの回路が、太陽光発電モジュールパネルが通常動作時に陰になってバイパス回路が動作している際にさらされることが多い電流および及び熱のレベルに対処することに関して不適当なショットキーダイオードを含んでいる。多くの従来型ショットキーダイオードは、ダイオードの一方又は両方の端子に細いワイヤが（たいていは半田で）接続されている同軸リード式又はジャンパワイヤ式のパッケージを含む。これらのワイヤをダイオードのダイに接続する半田接合によって、ワイヤの接続時に「半田ボイド」が形成される可能性がある。このような半田ボイドは、ダイオードのダイに電流が印加された場合に当該ダイからの放熱を妨げる可能性がある。
【０００５】
更に、使用されるワイヤの先端が小さい為、ワイヤは、ダイオードのダイの比較的小さい範囲にのみ半田付けされ、直接接触がほとんど形成されない。これは、動作時にバイパスダイオードを典型的に通過する電流のレベルをサポートする為には不十分な設計である。更に、このような最小限の接触は、ワイヤの、ダイから熱を遠ざける能力を低下させる。
【０００６】
これら及び他の、従来のバイパスダイオード回路設計の弱点は、バイパスダイオードが動作時に過剰な熱を発生させ、且つ、溜め込む原因になる。このことは、多くの従来型バイパス回路では、壊滅的な機器故障につながりかねない。機器が故障すると、保守、修理、部品交換、及びダウンタイムが高くつく可能性がある。
【０００７】
従来のバイパスダイオードの熱制御対策が不十分であるにもかかわらず、ほとんどのバイパス回路（又はそれらを収容する接続箱）は、バイパスダイオード又はバイパス回路からの放熱を促進することに関して、ほとんど何もしない。従来の多くのバイパス回路では、太陽光発電パネルに電気的に接続されたダイオードが、環境被害からの保護の為のプラスチックの接続箱に含まれているが、このプラスチックのハウジングも、バイパス回路の実質的な手段が熱を放散することを拒否し、従ってバイパス回路の内部に熱を溜め込む。バイパスダイオード構造の不具合と、バイパス回路設計の不具合とが相まって、バイパスダイオードは、受け入れがたいほどの高い温度レベルにおいて動作せざるをえず、これによって、信頼性が低下するか、或いは、結果として壊滅的な故障が発生する。
【０００８】
実際、従来の多くのバイパス回路は、ダイオードが接続箱内の密閉空間内に配置されているだけである。接続箱にも回路の物理的設計にも、ダイオードの動作温度を制御する為の追加措置が施されていない場合が多い。従って、従来の多くのバイパス回路は、熱を制御して誤動作を回避する適切な物理的構造を含んでいない。
【０００９】
そこで、既知のダイオード回路の設計を改良し、進歩させるダイオード回路、及びこれを含むモジュールに対する要求が存在する。当該分野に存在するこうした要求に関連する新規且つ有用なダイオードセルモジュールの例を、以下で説明する。
【００１０】
後述の詳細説明では、認識されている既存の要求の１つ以上に対処する開示が提供される。太陽光発電用バイパスシステムに関連する文献の一例として、米国特許第７２９１０３６号明細書が挙げられる。上記特許の完全な開示は、あらゆる目的の為に、参照によって本明細書に組み込まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示は、太陽光発電システムにおいて使用されるダイオードセルモジュールを対象としており、本ダイオードセルモジュールは、リードフレームとダイオードとを含み、リードフレームは、第１の出口端子から延びる第１のリードと、第１のリードから間隔を置いて配置された第２のリードと、第２のリードから延びる第２の出口端子と、を含む。実施例によっては、第１のリードは、第１の出口端子に接続されたベース部分と、上記ベース部分から第１の出口端子に直角に延びるダイオード部分と、を画定している。実施例によっては、第２のリードは、ベース部分と、上記ベース部分から第１のリードのダイオード部分にほぼ平行に延びるダイオード部分と、を画定してよい。実施例によっては、ダイオードは、第１のリードのダイオード部分及び第２のリードのダイオード部分と電気的に接触してよい。実施例によっては、第１のリード及び第２のリードは、熱伝導性を有してよい。実施例によっては、ダイオードは、リードのダイオード部分とほぼ完全に係合するダイ界面を画定してよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ダイオードセルモジュールの第１の実施例の斜視図である。
【図２】太陽光発電パネルと電気的に接続された、図１に示されたダイオードセルモジュールを含む回路の概略図である。
【図３】図１に示されたダイオードセルモジュールの分解図である。
【図４】図１に示されたダイオードセルモジュールに含まれるダイオードの分解図である。
【図５】太陽光発電パネル上で支持されている、図１に示されたダイオードセルモジュールを格納している接続箱の斜視図である。
【図６】図５に示された接続箱の、開いた形態での斜視図である。
【図７】太陽光発電パネルと係合している、図１に示されたダイオードセルモジュールを示す、線７−７のあたりの断面図である。
【図８】図１に示されたダイオードセルモジュールに含まれるリードフレームの斜視図である。
【図９】ダイオードセルモジュールの第２の実施例の下部切欠図である。
【図１０】本開示に記載のダイオードセルモジュールの様々な実施例において使用されてよいリードフレームの一例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示のダイオードセルモジュールについては、以下の詳細説明を、図面と併せて精査することにより、よりよく理解されるであろう。この詳細説明及び図面で提供されるのは、本明細書に記載の様々な発明の実施例に過ぎない。当業者であれば理解されるように、開示される各実施例は、本明細書に記載の発明の範囲から逸脱することなく、変形、修正、又は変更されてよい。様々な用途及び設計上の要考慮事項に応じて多様な変形が考えられるが、簡潔にする為に、以下の詳細説明では、考えられるありとあらゆる変形について個別に説明することはしない。
【００１４】
以下の詳細説明全体を通じて、様々なダイオードセルモジュールの実施例を示す。それらの実施例における関連機能は、異なる実施例の間で、同一である場合や、類似である場合や、類似でない場合がある。簡略する為に、関連機能を実施例ごとに重複して説明することはしない。その代わり、関連機能名を使用することで、ある関連機能名を有する機能が、既に説明された実施例におけるその関連機能と同様であってよいことを読み手に知らせるものとする。ある実施例の固有の機能については、その特定の実施例において説明する。読み手は、ある機能が、いかなる図面又は実施例における関連機能の具体的な描写とも同じ又は類似でなくてもよいことを理解されたい。
【００１５】
以下では、図１から図９を参照して、ダイオードセルモジュールの第１の実施例であるモジュール１００を説明する。図３が示すように、モジュール１００は、リードフレーム１１０、第１のダイオード１８０、第２のダイオード１９２、第３のダイオード１９３、カプセル封入ケース１７０、カプセル材料１７６、及び放熱部材１７８を含む。モジュール１００は、導電性リードフレーム１１０を介して電気的に接続された複数のダイオードを含む回路を含む。
【００１６】
モジュール１００は、例えば、太陽光発電パネルのバイパス回路において有用でありうる。図３が示すように、モジュール１００は、設計がコンパクトであり、モジュール１００による放熱を、既存の多くのバイパス回路より効果的にすることが可能な機能を含む。例えば、モジュール１００は、１つ以上の熱伝導機能によりダイオードから熱を遠ざけることによって、ダイオードから熱を引き離す。
【００１７】
モジュール１００は、太陽光発電システムに接続されるバイパス回路として使用されてよい。例えば、図２に概略的に示されるように、モジュール１００は、太陽光発電パネル５０に接続されて、バイパス回路として動作してよい。図２が示すように、パネル５０は、太陽光発電セルの３つのストリング、即ち、第１のストリング５２、第２のストリング５４、及び第３のストリング５６を含む。図２が示すように、各ストリングは、正端子及び負端子を含み、光にさらされたときに負端子から正端子に向かう電流を発生させるように構成されている。これら３つのストリングは直列に接続されている。例えば、第１のストリング５２の負端子は第２のストリング５４の正端子に接続されており、第２のストリング５４の負端子は第３のストリング５６の正端子に接続されている。これらの直列のストリングは、光にさらされると、典型的には、第３のストリング５６の負端子から第１のストリング５２の正端子に向かって流れる電流を発生させる。
【００１８】
図２が示すように、パネルリードは、各パネルの端部から延びている。例えば、第１のパネルリード５８は、第１のストリング５２の正端子から延びており、第２のパネルリード６０は、第１のストリング５２と第２のストリング５４との間の接続点から延びており、第３のパネルリード６２は、第２のストリング５４と第３のストリング５６との間の接続点から延びており、第４のパネルリード６４は、第３のストリング５６の負端子から延びている。図６は、これらのリードの物理的実装の一例を示しており、これらのリードは、パネル５０の背面を貫通して延びている。図６が示すように、パネルリードは、モジュール１００がパネル５０の回路と接続されることを可能にしてよい。
【００１９】
各太陽光発電セルは、光にさらされると、まず、図２に示された、それぞれに関連付けられた正端子に向けての電流源として動作する。しかしながら、各太陽光発電セルは、陰になると、逆バイアスされたダイオードと並列な開回路として動作する場合がある。これによって逆流電流が発生する場合があり、これは、誤動作、或いは、前段のセル又はストリングに対する損傷を引き起こす可能性がある。
【００２０】
リードは、バイパスダイオードがパネルの外部で接続されることを可能にする。バイパスダイオードは、逆流電流がパネルストリングの１つ以上をバイパスすることを可能にして、逆流電流を（この場合は、第４のパネルリード６４に電気的に接続されている）出力に回してよい。典型的には、モジュール１００は、第１のダイオード１８０、第２のダイオード１９２、及び第３のダイオード１９３のそれぞれが太陽光発電セルの対応するストリングと並列接続されることによって、パネル５０と接続されている。各ダイオードは、陰になったセルに起因する逆流電流のバイパス経路を提供し、これによって、更なるセルの誤動作又は損傷を防ぐことが可能である。
【００２１】
場合によっては、モジュール１００は、モジュール１００を接続箱７５内に嵌合させて接続箱７５をパネル５０に接続することによって、パネル５０に接続されてよい。図５が示すように、接続箱７５は、第１のシステムケーブル７７、第２のシステムケーブル７９、接続箱エンクロージャ８１、及び接続箱キャップ８３を含む。図６が示すように、接続箱７５は更に、第１の外部ケーブルリード８５と、第２の外部ケーブルリード８７と、４つのパネルリード開口、即ち、パネルリード開口８３ｉ、パネルリード開口８３ｉｉ、パネルリード開口８３ｉｉｉ、及びパネルリード開口８３ｉｖと、を含む。場合によっては、接続箱は、パネルに面する側に単一開空間を含んで、全てのパネルリードがそこを通って引き回されるようにしてよい。
【００２２】
接続箱７５は、環境的に保護された密閉空間８２を密閉しており、その中でモジュール１００がパネル５０と電子的にインタフェースしてよく、これによって、降水などによる環境的被害のリスクが低減される。図５が示すように、接続箱７５は、パネルのリードのそばで、（露出している太陽光発電セルの反対側である）パネル５０の背面に接続されてよい。実施例によっては、接続箱７５は、環境的に強力な接着剤を接続箱７５の周辺部に塗布し、接続箱７５を太陽光発電パネルの背面に接着することによって接続されてよい。接続箱キャップ８３を、密閉空間８２の上方に着脱自在に取り付けることによって、密閉空間８２の、パネル５０と反対側の面を同様に封止しながら、密閉空間８２を、保守の為にアクセス可能にしておいてよい。
【００２３】
第１のシステムケーブル７７及び第２のシステムケーブル７９は、外部電子システムに接続されてよい。これらのケーブルは、例えば、パネル５０で発生した電流を、外部負荷及び電力システム（例えば、パネル所有者自身の用途又は外部電力システム）に出力することに使用されてよい。図６が示すように、第１のシステムケーブル７７及び第２のシステムケーブル７９を密閉空間８２内のモジュール１００の回路に接続する為に、第１の外部ケーブルリード８５及び第２の外部ケーブルリード８７を使用してよい。実施例によっては、第１のシステムケーブル７７は、パネル５０で発生した電流を外部負荷に向けてよい。
【００２４】
実施例によっては、接続箱エンクロージャ８１及び接続箱キャップ８３は、熱を密閉空間８２の外へ放散する為に、金属などの熱伝導性材料を含んでよい。実施例によっては、接続箱７５は、追加で、又は代替として、熱伝導性接着剤を使用してパネル５０に接合されてよく、これによって、接続箱７５は、パネル５０の金属構造を通じて熱を放散することが可能になる。
【００２５】
図６が示すように、パネルリード開口、即ち、パネルリード開口８３ｉ、パネルリード開口８３ｉｉ、パネルリード開口８３ｉｉｉ、及びパネルリード開口８３ｉｖのそれぞれは、対応するパネルリードを受けるようにそれぞれ構成されており、これらのパネルリードは、その後、密閉空間８２内でモジュール１００に接続されてよい。
【００２６】
図３が示すように、モジュール１００は、リードフレーム１１０で支持されている３つのバイパスダイオード、即ち、第１のダイオード１８０、第２のダイオード１９２、及び第３のダイオード１９３を含む。図２が示すように、各バイパスダイオードは、太陽光発電ストリングと並列接続されることによって、逆流電流が陰になったセルをバイパスする為の経路を提供し、これによって、対応するパネルが誤動作又は損傷する可能性を低減することが可能である。
【００２７】
図３が示すように、第１のダイオード１８０は、ダイオードのダイから電流を遠ざけ、発生した熱をダイオードのダイから放散する能力を向上させうる幾つかの機能を含む。第１のダイオード１８０は、その伝熱能力をサポートする機能を含むショットキーダイオードを画定する。
【００２８】
図４が示すように、第１のダイオード１８０は、下部ダイ界面１９０、ダイ１８６、上部ダイ界面１８４、及びシリコーン層１８２を含む。第１のダイオード１８０は、従来の多くのダイオード設計と比較して電流の流れ及び伝熱を改善する幾つかの機能を含む。例えば、第１のダイオード１８０は、下部ダイ界面１９０及び上部ダイ界面１８４を通じて、第１のダイオード１８０を外部回路に接続する為に使用可能な、より広い導電性表面領域を提供する。これにより、第１のダイオード１８０を、従来の多くのダイオードのワイヤより広い表面領域で接続することが可能になり、それによって、電流容量をより大きくし、ダイ１８６からの伝熱性をより良好にすることが可能になる。
【００２９】
下部ダイ界面１９０は、図４に示されるように、ダイ１８６と電気連通している、導電性の、銀めっきされた銅スラグを画定している。下部ダイ界面１９０は、下部表面領域１８９を画定しており、下部表面領域１８９は、ほぼ平坦である為、その表面領域のほぼ全てにわたって電気伝達が可能である。これにより、下部ダイ界面１９０は、既存の多くのダイオード設計（例えば、同軸リード式又はジャンパワイヤ式のダイオード設計）より大幅に広い表面領域にわたって、外部物体との電気的且つ熱的な連通が可能である。更に、図４が示すように、ダイ１８６は、上部表面領域１９１より小さい下部ダイ領域１８５を画定しており、第１のダイオード１８０が組み立てられた形態では、下部ダイ領域１８５の表面領域のほぼ全てにおいて、上部表面領域１９１と電気的にほぼ連通していることが可能である。ダイ１８６は、その表面領域のほぼ全てにわたって下部ダイ界面１９０と電気的に連通することが可能である為、下部ダイ界面１９０は、ダイ１８６と外部物体との間の熱伝導性及び導電性を、従来の幾つかのダイオード設計によって可能である程度より高めることが可能であってよい。実施例によっては、ダイ１８６は、下部ダイ界面１９０に半田付けされてよいが、これは特に必須というわけではない。
【００３０】
図４が示すように、ダイ１８６は、組み立てられた形態では、上部ダイ界面１８４と下部ダイ界面１９０との間に嵌合するように構成されている。図４が示すように、ダイ１８６は、上部ダイ領域１８８を取り囲むガラス環を画定する上部ダイ領域突起１８７を画定している。図４が示すように、ダイ１８６は又、上部ダイ領域１８８の反対側に下部ダイ領域１８５を画定している。ダイ１８６は、ガラス不動態化されたショットキーダイオードダイを画定しており、アノードが下部ダイ領域１８５のそばにあり、カソードが上部ダイ領域１８８のそばにある。下部ダイ界面１９０は、下部ダイ領域１８５と電気連通している為、ダイ１８６のアノードと外部物体との間で電流及び熱を伝導することが可能である。
【００３１】
図４が示すように、上部ダイ界面１８４は、上部ダイ領域突起１８７内に嵌合するように構成された、ほぼ矩形のスラグを画定している。図４が示すように、上部ダイ界面１８４は、下部表面領域１８３及び上部表面領域１８１を画定している。図４が示すように、下部表面領域１８３は、上部ダイ領域突起１８７内に嵌合して、上部ダイ領域１８８のほぼ全面と電気連通する状態に置かれる。実施例によっては、ダイ１８８は、上部ダイ界面１８４に半田付けされてよいが、これは特に必須というわけではない。同様に、図４が示すように、上部表面領域１８１は、サイズが上部ダイ領域１８８とほぼ同等である。上部ダイ界面１８４は、導電性及び熱伝導性を有するので、ダイ１８６のカソードと外部回路との間で電流を、他の幾つかの従来のダイオード設計における同様のコネクタより効果的に伝導することが可能である。
【００３２】
図４が示すように、シリコーン層１８２は、下部ダイ界面１９０、ダイ１８６、及び上部ダイ界面１８４の周囲と嵌合して、これらの部品に対する更なる保護を提供している。シリコーン層１８２は又、第１のダイオード１８０がリードフレーム１１０で支持されている場合に、モジュール１００に対する応力保護を提供してよい。
【００３３】
外部回路をダイ１８６のアノード及びカソードに接続することが可能な表面領域を広げることにより、第１のダイオード１８０は、幾つかの既存のダイオード設計より効果的に、電流を伝導することが可能である。例えば、幾つかの従来の同軸リード式の設計は、それぞれがダイに半田付けされた２本のワイヤリードによって接続されている。別の従来のダイオードの実施例（例えば、ＴＯ−２２０パッケージのダイオード）は、ダイオードのアノードを外部回路に接続するジャンパワイヤを含む。これらの設計のそれぞれにおいては、ワイヤの断面積が、対応するダイの断面積に比べて非常に小さい為、電流を伝導し、熱をダイから放散する為のダイの有効領域がかなり小さくなる。これらの設計上の弱点は、開示のモジュールによって克服されるものであるが、ダイの過熱の結果としての壊滅的なダイオード故障への寄与を助長するおそれがある。
【００３４】
第２のダイオード１９２及び第３のダイオード１９３は、第１のダイオード１８０とほぼ同様の設計なので、これらの設計の詳細については、上述の第１のダイオード１８０についての説明を参照されたい。
【００３５】
図３が示すように、リードフレーム１１０は、第１のダイオード１８０、第２のダイオード１９２、及び第３のダイオード１９３を支持し、且つ、これらのダイオードを互いに電気的に接続する。リードフレーム１１０は更に、パネル５０の回路を、例えば、パネルリードを介して、且つ、外部回路を、例えば、システムケーブルを介して、モジュール１００の回路に接続することに使用可能な端子を提供している。図８が示すように、リードフレーム１１０は、第１の出口端子１１２、第２の出口端子１２６、第３の出口端子１４０、第４の出口端子１５４、第１のリード１１４、第２のリード１２８、第３のリード１４２、及び第４のリード１５６を含む。
【００３６】
図８が示すように、第１の出口端子１１２は、金属製の、剛体の、導電性の物体を画定している。第１の出口端子１１２は、モジュール１００が組み立てられた時点で、回路空間１７２内の第１の端部から回路空間１７２の外の第２の端部に延びている。図６が示すように、第１の出口端子１１２は、モジュール１００及びパネル５０を外部システムに接続する為に、第１の外部ケーブルリード８５を介して、第１のシステムケーブル７７と電気連通するように接続されてよい。図６が示すように、第１の出口端子１１２は更に、第１のパネルリード５８と電気連通するように接続されてよい。全ての実施例において特に必須というわけではないが、リードフレーム１１０のダイオードセル、リード、及び出口端子は、半田で接続される。実施例によっては、リードフレームの接続に使用される半田は、ダイオードの構築に使用される半田より低い融点に定められてよい。
【００３７】
図６が示すように、第１の出口端子１１２を第１の外部ケーブルリード８５及び第１のパネルリード５８と接続する為に、第１の出口端子１１２に二股クリップ１９９ｉを嵌合させてよい。二股クリップ１９９ｉは、導電性であり、第１のパネルリード５８及び第１の外部ケーブルリード８５を摺動的に受けるように構成されている。二股クリップ１９９ｉは、双頭ファストンコネクタを画定しているが、これは特に必須というわけではない。
【００３８】
図８が示すように、第１のリード１１４は、第１の出口端子１１２と電気連通するように接続された、金属製で熱伝導性及び導電性を有する金属物体を画定している。図７が示すように、第１のリード１１４は、一部分又は全体が回路空間１７２内に位置してよい。図８が示すように、第１のリード１１４は、ベース部分１１５、第１のダイオード部分１１６、及び第２のダイオード部分１１８を画定している。図８が示すように、第１のダイオード部分１１６は、ベース部分１１５から第４のリード１５６に向かって延びており、第２のダイオード部分１１８は、第２のリード１２８から第２のリード１２８に向かって延びており、これは第１のダイオード部分１１６に対してほぼ直角である。図９が示すように、ベース部分１１５は、第１のリード１１４が、カプセル封入ケース１７０の矩形設計に適合することを構造的に可能にしている。
【００３９】
図８が示すように、第２のダイオード部分１１８は、第１のダイオード１８０の上部表面領域１８１のほぼ全面と係合するダイオード面１１９を画定している。図８が示すように、ベース部分１１５、第１のダイオード部分１１６、及び第２のダイオード部分１１８の全てが、それぞれの上に互いに一直線に並ぶ面を画定している。これらの面は、一直線に並んでいる為に、図７に見られるようにリードフレーム１１０の一部分が回路空間１７２内に位置する場合には、同時に電気的絶縁層１７３とほぼ係合してよい。第１のリード１１４のこの部分は、電気的絶縁層１７３と係合してよく、放熱部分１１３を画定している。第１のリード１１４は、熱伝導性を有することから、第１のダイオード１８０から熱を放散し、その熱を、熱伝導性を有する電気的絶縁層１７３を通過するように振り向け、その後、その熱を放熱部材１７８に渡すことが可能である。第１のリード１１４の、熱を電気的絶縁層１７３及び放熱部材１７８に振り向ける効率は、放熱部分１１３が電気的絶縁層１７３に近接しているほど高くなる。放熱部分１１３は、必須ではないが、電気的絶縁層１７３と係合してよい。
【００４０】
図８が示すように、リードフレーム１１０は、第２のリード１２８を含む。第２のリード１２８は、金属製の、導電性及び熱伝導性を有する物体であり、第１のリード１１４から間隔を置いて配置されている。図８が示すように、第２のリード１２８は、ベース部分１２９、第１のダイオード部分１３０、第２のダイオード部分１３２、第１の接続部分１３８、及び第２の接続部分１３９を画定している。図８が示すように、第１のダイオード部分１３０は、ダイオード面１１９から垂直方向に間隔を置かれた第１のダイオード面１３１を画定することにより、第１のダイオード１８０を嵌合させるようにサイズ決定されたダイオード空間１２１を画定している。第１のリード１１４及び第２のリード１２８は、第１のダイオード１８０をダイオード空間１２１内に保持して、上部表面領域１８１のほぼ全面が第１のダイオード面１３１と電気連通するように接合され、下部表面領域１８９の全面がダイオード面１１９と接合されるように構成されている。実施例によっては、第１のダイオード１８０を第１のリード１１４及び第２のリード１２８と接合する為に、半田、又は熱伝導性及び導電性を有する接着剤を使用してよい。
【００４１】
図８が示すように、第１のリード１１４のダイオード面１１９、及び第２のリード１２８の第１のダイオード面１３１は、ダイオード空間１２１内に配置されたダイオードの接触点で画定される表面領域とほぼ同等か、これより広い表面領域を画定してよい。例えば、ダイオード面１１９は、下部表面領域１８９より広い表面領域を画定することにより、下部表面領域１８９がダイオード面１１９とほぼ完全に係合することを可能にする。
【００４２】
図８が示すように、第２のリード１２８は、第１のダイオード部分１３０から垂直方向に間隔を置いて配置されたベース部分１２９を画定している。従って、第１の接続部分１３８は、ある角度で延びることにより、第１のダイオード部分１３０を、ベース部分１２９と電子的且つ熱的に連通するように接続している。第１の接続部分１３８が第１のダイオード部分１３０から延びる厳密な角度を調節することにより、ベース部分１２９のサイズを最大化することが可能である（従って、絶縁層１７３を電気的に係合し、第２のリード１２８から熱を遠ざけるために利用可能な表面領域の面積を最大化することが可能である）。図８が示すように、第１の接続部分１３８は、第１のダイオード部分１３０から９０度の角度で延びている。実施例によっては、接続部分は、幾つかの角度を画定してよく、実施例によっては、接続部分は、それぞれの長手方向の非線形経路に追従してよい。図８が示すように、ベース部分１２９は、電気的絶縁層１７３（追加又は代替として、放熱部分１１３）と係合するように、垂直方向に位置する。結果として、ベース部分１２９は、追加又は代替として、リードフレームの放熱部分に含まれる。他のベース部分又は他の、追加又は代替リードの部分は、追加で電気的絶縁層１７３と係合するように、第１のリード１１４及びベース部分１２９と一直線に配置されてよい。例えば、第３のリード１４２は、第１のリード１１４とほぼ一直線に配置され、第４のリード１５６は、ベース部分１２９と一直線に配置されたベース部分を画定している。
【００４３】
図８が示すように、第２のダイオード部分１３２は、第２の接続部分１３９を介してベース部分１２９と接続されており、これは、第１のダイオード部分１３０の接続とほぼ同様である。図８が示すように、第２のダイオード部分１３２は、第１のダイオード部分１３０とほぼ直角に延びている。図８が示すように、第２のダイオード部分１３２は、第２のダイオード１９２の下部スラグの下部表面領域、又は第２のダイオード１９２の上部スラグの上部表面領域を係合するように構成された第２のダイオード面１３３を画定している。
【００４４】
図８が示すように、第２の出口端子１２６は、回路空間１７２内の第２のリード１２８から回路空間１７２の外の第２の端部に延びており、これは、第１の出口端子１１２とほぼ同様である。しかしながら、図８が示すように、第２の出口端子１２６は、第１の出口端子１１２に対して長手方向に９０度回転している。図６が示すように、第２の出口端子１２６は、第２のパネルリード６０と電気連通するように接続されてよい。図６が更に示すように、第２のパネルリード６０を摺動的に受けるように構成されたリードカプラ１９８ｉが、第２の出口端子１２６に接続されてよい。リードカプラ１９８ｉは、雌のファストン端子を画定してよいが、これは特に必須というわけではない。
【００４５】
図８が示すように、第３のリード１４２は、金属製の、導電性及び熱伝導性を有する物体であり、第２のリード１２８から間隔を置いて配置されている。第３のリード１４２は、鏡像配置されているが、第１のリード１１４とほぼ同様である。図８が示すように、第３のリード１４２は、第１のダイオード面１４５を画定している第１のダイオード部分１４４を含み、これは第１のダイオード部分１１６とほぼ同様である。図８が更に示すように、第３のリード１４２は、第２のダイオード面１４９を画定している第２のダイオード部分１４８を含む。
【００４６】
図８が示すように、第２のリード１２８の第２のダイオード面１３３、及び第３のリード１４２の第１のダイオード面１４５は、第２のダイオード１９２を第２のダイオード空間１３５内に保持するように構成されており、これは、ダイオード空間１２１内の第１のダイオード１８０とほぼ同様である。第２のダイオード１９２は、その下部ダイ界面の下部表面領域が第３のリード１４２の第１のダイオード面１４５と係合し、その上部ダイ界面の上部表面領域が第２のリード１２８の第２のダイオード面１３３と係合するように、接合されている。
【００４７】
図８が示すように、第３の出口端子１４０は、回路空間１７２内の第３のリード１４２から回路空間１７２の外の第２の端部に延びており、これは、第２の出口端子１２６とほぼ同様である。図６が示すように、第３の出口端子１４０は、第３のパネルリード６２と電気連通するように接続されてよい。図６が更に示すように、第３のパネルリード６２を摺動的に受けるように構成されたリードカプラ１９８ｉｉが、第３の出口端子１４０に接続されてよい。リードカプラ１９８ｉｉは、雌のファストン端子を画定してよいが、これは特に必須というわけではない。
【００４８】
図８が示すように、第４のリード１５６は、第３のリード１４２から間隔を置いて配置された、金属製の、導電性及び熱伝導性を有する物体を画定している。第４のリード１５６は、鏡像配置されているが、第２のリード１２８とほぼ同様である。図８が示すように、第４のリード１５６は、第１のダイオード部分１６０を含み、第１のダイオード部分１６０は、第２のリード１２８の第１のダイオード部分１３０とほぼ同様の第１のダイオード面１６１と、第２のリード１２８の第２のダイオード部分１３２とほぼ同様の第２のダイオード部分１５７と、を画定している。
【００４９】
図８が示すように、第３のリード１４２の第２のダイオード面１３３、及び第４のリード１５６の第１のダイオード面１４５は、第３のダイオード１９３を第３のダイオード空間１４９内に保持するように構成されており、これは、ダイオード空間１２１内の第１のダイオード１８０とほぼ同様である。第３のダイオード１９３は、その下部スラグの下部表面領域が第４のリード１５６の第１のダイオード面１６１と係合し、その上部スラグの上部表面領域が第３のリード１４２の第２のダイオード面１４９と係合するように、接合されている。
【００５０】
図８が示すように、リードフレーム１１０は、第１のリード１１４の第１のダイオード部分１１６と、第４のリード１５６の第２のダイオード部分１５７との間の空間において回路素子（例えば、ダイオード）を支持しない。しかしながら、実施例によっては、回路素子（例えば、追加のダイオードや集積回路）がその中に配置されてよい。
【００５１】
図１が示すように、モジュール１００は、カプセル封入ケース１７０及び収容されている素子を貫通するボア１０５を画定している。実施例によっては、モジュール１００を外部物体と係合した状態で保持する為に、ネジなどの留め具をボアに貫通させてよい。これは、例えば、モジュール１００から放散される熱を受けることが可能な物体（例えば、ヒートシンク、太陽光発電パネル構造物、及び他の熱伝導性を有する物体）にモジュール１００を固定する場合に有用であろう。
【００５２】
図３が示すように、カプセル封入ケース１７０は、形状がほぼ矩形である。図３が示すように、カプセル封入ケース１７０は、カプセル封入ケース１７０の第１の長手側にある放熱空間１７１と、カプセル封入ケース１７０の、第１の長手側の反対側である第２の長手側にある回路空間１７２と、を部分的に囲んでいる。図３が示すように、カプセル封入ケース１７０は、放熱空間１７１と回路空間１７２との間に電気的絶縁層１７３を画定している。図３が示すように、カプセル封入ケース１７０は、互いに近接して配置されている放熱部材１７８及びリードフレーム１１０を保持するように構成されている。
【００５３】
図３が示すように、リードフレーム１１０は、モジュール１００が組み立てられたときにリードフレームの１つ以上のリードの放熱部分が電気的絶縁層１７３と係合するように、配置されてよい。リードフレーム１１０を電気的絶縁層１７３のそばに保持する為に、カプセル材料１７６を、リードフレーム１１０の収容される部分のまわりの回路空間１７２に置いてよい。実施例によっては、リードフレームのカプセル封入される部分のまわりにカプセル材料１７６を置いてから、温度を上げてカプセル材料１７６を永久硬化させてよい。例えば、図３に示されたカプセル材料１７６の取り除かれた部分が、モジュール１００が組み立てられたときに、リードフレーム１１０のカプセル封入される部分が配置される場所を示している。
【００５４】
カプセル材料１７６は、実施例によっては、耐液性且つ耐電性の熱硬化性材料を特定してよい。追加又は代替として、カプセル材料１７６は、（やはり耐液性及び耐電性を有してよい）成形用エポキシを特定してよい。実施例によってはそうするように、エポキシを使用することは、熱伝導性が低い他の幾つかのカプセル材料（シリコンなど）を使用する場合より、有利である可能性がある。本開示では、本開示の発明対象を実施する様々な実施例が、シリコンを含むか特定しているカプセル材料を含んでよいことを考慮しているが、本開示では、エポキシを含むカプセル材料による実施例が、シリコンをカプセル材料とした実施例より、良好な熱伝導性を提供しうることに注目している。
【００５５】
電気的絶縁層１７３は、回路空間１７２と放熱空間１７１との間のカプセル封入ケース１７０の断面積いっぱいに延びる、熱伝導性を有する電気的絶縁層を画定している。放熱部材１７８は、放熱空間１７１をほぼ埋める、アルミナ製の熱伝導性物体を画定する。
【００５６】
図７が示すように、リードフレーム１１０、電気的絶縁層１７３、及び放熱部材１７８は、それぞれが、リードフレーム１１０の回路からの放熱を可能にする熱伝導性経路１０２の各層を画定してよい。熱伝導性経路１０２は、例えば、第１のダイオード１８０、第２のダイオード１９２、及び第３のダイオード１９３のうちの１つ以上に近接する第１の端部の付近の熱を、放熱部材１７８の付近の周囲空間内の第２の端部に放散してよい。例えば、リードフレーム１１０は、熱伝導性を有することによって、モジュール１００のダイオードの、リードフレーム１１０経由の放熱を可能にしている。リードフレーム１１０が電気的絶縁層１７３に近接していることにより、あらゆる電流を電気的絶縁層１７３から遠ざけてリードフレーム１１０の出口端子に振り向けながら、リードフレーム１１０から放熱部材１７８へ放熱することが可能になる。実施例によっては、カプセル材料１７６は、モジュール１００の、リードフレーム１１０及びダイオードからの放熱の効率を上げることが可能な、電気的絶縁性を有しながら熱伝導性を有する材料（エポキシなど）を特定してよい。追加又は代替の実施例では、カプセル材料は、リードフレーム１１０から放散された熱のうちのより多くの割合を電気的絶縁層１７３に効果的に振り向ける断熱材料を特定してよい。
【００５７】
図７が示すように、熱伝導性経路１０２は、外部放熱構造物と係合してよい。例えば、熱伝導性経路１０２は、放熱部材１７８をパネル５０の熱伝導性部分と係合させることにより、パネル５０の構造物と係合してよい。このことは、例えば、パネル５０の各部分が金属などの熱伝導性材料を含む場合に特に有用でありうる。本開示では、周囲空間にさらされる表面領域が広い放熱構造物（例えば、ガラスや金属）に熱伝導性経路を係合させることの利点に注目する。これは、例えば、モジュール１００がパネル５０を外部ヒートシンクとして使用することを可能にしてよく、これによって、モジュール１００は、第１のダイオード１８０、第２のダイオード１９２、及び第３のダイオード１９３から発生する熱を環境包囲パネル５０に放散することが可能になる。実施例によっては、放熱構造物は、他の実施例の外部ヒートシンク（例えば、スタンドアロンのヒートシンク）を含んでよく、これは、実施例によっては、さらされる表面領域を広げるように設計された１つ以上の突起を含む設計を含んでよい。例えば、図５が示すように、パネル５０は、開口４９を画定している金属ラック５１を含む。実施例によっては、モジュール１００は、ボア１０５及び開口４９を貫通する留め具により、金属ラック１５１に固定されてよい。
【００５８】
図９は、ダイオードセルモジュールの第２の実施例であるモジュール２００を示す。モジュール２００は、モジュール１００と同様又は同一の多くの機能を、固有且つ別個の様式で組み合わせたものを含む。従って、簡潔にする為に、モジュール２００の各機能を重複して説明することはしない。どちらかといえば、モジュール２００とモジュール１００との間の重要な違いを詳細に説明するので、これら２つのダイオードセルモジュールの間でほぼ同様な機能については、上述の説明を参照されたい。
【００５９】
図９が示すように、モジュール１００によって実施される機能の多くは、いかなる特定の形状又は構成にも限定されない。図９は、カプセル封入ケース２７０内でカプセル材料２７６によって支持されているリードフレーム２１０の上面図を示しており、これは、モジュール１００の構成とほぼ同様である。リードフレーム１１０と同様に、モジュール２００は、電流をモジュール２００に通す、第１のリード２１４、第２のリード２２８、第３のリード２４２、及び第４のリード２５６を含む４つのリードで構成された直線状リードフレーム２１０を含む。図９が示すように、直線状リードフレーム２１０の内部リードは、リードフレーム１１０と同様に、３つのダイオードにわたって電流を通すように構成されている。
【００６０】
図９は、モジュール２００とモジュール１００との違いに注目している。図９によれば、リードフレーム２１０は、直線状の構成を有しており、モジュール２００の回路は、物理的には、ほぼ直線状の経路を形成しており、リードフレーム１１０で採用されている矩形経路とは異なっている。しかしながら、電気的には、それぞれの構成はほぼ同じである。従って、モジュール２００は、本明細書に開示の機能が、いかなる特定の形状にも必ずしも限定されないことを示している。
【００６１】
更に、モジュール２００は、図９に示されるように、パネルリードとの接続に関しては、若干異なる構成を有している。図８が示すように、直線状リードフレーム２１０は、第１のリード２１４から延びる第１のシステム出口端子２１２と、第４のリード２５６から延びる第２のシステム出口端子２５４と、を含む。図９が更に示すように、直線状リードフレーム２１０は更に、４つのパネル出口端子、即ち、第１の出口端子２１２から間隔を置いて配置された第１のリード２１４から延び、第１の出口端子２１２のほぼ反対側に延びる、第１のパネル出口端子２８０と、第２のリード２２８から延びる、第２のパネル出口端子２８２と、第３のリード２４２から延びる、第３のパネル出口端子２８４と、第１の出口端子２５４から間隔を置いて配置された第４のリード２５６から延び、第１の出口端子２５４のほぼ反対側に延びる、第４のパネル出口端子２８６と、を含む。これらの出口端子のそれぞれは、システムケーブルと接続するように構成されており、各パネル出口端子は、関連付けられたパネルから延びるパネルリードに接続するように構成されている。図９が示すように、第１の出口端子２１４及び第２の出口端子２５４は、それぞれが、対応するパネルリードから離れた内部回路に接続されている。これにより、モジュール２００は、接続されたパネルと、接続箱内の接続とによって、単純化されてよい。ダイオードセルモジュールの多くの実施例が、モジュール１００のような４つの出口端子を含むが、本開示は、図９に示された実施例が示すように、出口端子がより多いか、より少ない場合も同様に想定している。
【００６２】
更に、ダイオードの数がより多い実施例や、より少ない実施例があってよい。例えば、１つ又は２つのダイオードを有する多くの構成があってよく、これは、より小規模の太陽光発電設備において特に有用となりうる。幾つかのそのような実施例においては、出口端子は、各ダイオードのアノード及びカソードに接続されることが多い。
【００６３】
図１０は、リードフレームの追加又は代替の実施例であるリードフレーム３１０を示す。リードフレーム３１０は、リードフレーム１１０と同様又は同一の多くの機能を、固有且つ別個の様式で組み合わせたものを含む。従って、簡潔にする為に、リードフレーム３１０の各機能を重複して説明することはしない。どちらかといえば、リードフレーム３１０とリードフレーム１１０との間の重要な違いを詳細に説明するので、これら２つのリードフレームの間でほぼ同様な機能については、上述の説明を参照されたい。
【００６４】
図１０が示すように、リードフレーム３１０は、リードフレーム１１０とほぼ同様である。しかしながら、図１０が示すように、リードフレーム３１０は、更なる２つの出口端子、即ち、リードフレーム３１０の第１のリード３１４に接続され、第１の出口端子３１２から間隔を置いて配置された、第１の補助出口端子３０７と、リードフレーム３１０の第４のリード３５６に接続され、第４の出口端子３５４から間隔を置いて配置された、第２の補助出口端子３０８と、を含む。リードフレーム３１０の補助出口端子があれば、二股クリップ１９９ｉ又は他の同様の電気的分配器具を使用せずに、システムケーブル及びパネルリードを、リードフレーム３１０の第１及び第４のリードと接続することが可能である。これにより、電気的には同一ながら、ディスクリート部品がより少ない、より簡潔な設計が得られる。従って、リードフレーム３１０の設計は、モジュール１００よりも、使用中の誤動作が起こりにくい。
【００６５】
以上の開示は、独立した有用性を有する複数の別個の発明を包含する。これらの発明のそれぞれは、特定の形態で開示されたが、上記の、開示及び図示された特定実施形態は、様々な変形が可能である為、限定的な意味と見なされてはならない。本発明の対象は、上記において開示され、そのような発明に関連する当業者には特になじみのある様々な要素、特徴、機能、及び／又は特性のあらゆる新規且つ非自明な組み合わせ及び部分的組み合わせを包含する。本開示又はその後の出願された特許請求の範囲において、「ある（ａ）」要素、「第１の（ａ  ｆｉｒｓｔ）」、又は任意のそのような等価な術語が記載された場合、本開示又は特許請求の範囲は、１つ以上のそのような要素を包含するとともに、２つ以上のそのような要素を必須とすることも排除することもないことを理解されたい。
【００６６】
出願者（ら）は、新規且つ非自明であると確信されている本開示の発明の組み合わせ及び部分的組み合わせを対象とする特許請求の範囲を提出する権利を確保している。特徴、機能、要素、及び／又は特性の他の組み合わせ及び部分的組み合わせとして実施される発明は、本出願又は関連出願において、それらの請求項の補正、又は新規の請求項の提示により、特許請求されてよい。そのような補正された請求項又は新規の請求項は、それらの対象が同じ発明であっても別々の発明であっても、それらの範囲が元の請求項の範囲と異なっていても、元の請求項の範囲より広くても狭くても、元の請求項の範囲と同じであっても、本明細書に記載の発明の対象に収まるものと見なされなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本出願に記載の発明は、様々な産業的過程によって作られてよく、例えば、様々な機械組立技術又は電子組立技術によって作られてよい。更に、本明細書に記載の発明は、産業的文脈において使用されてよく、例えば、太陽光発電システムにおけるバイパス回路での使用など、電力産業応用において使用されてよい。
【００６８】
上述の発明は、代替として、以下の非限定的な実施形態に従って記載されてもよい。
【００６９】
太陽光発電パネルを含む太陽光発電システムにおいて使用されるダイオードセルモジュールの第１の実施形態では、ダイオードセルモジュールは、導電性リードフレーム及びダイオードを含んでよい。実施形態によっては、リードフレームは、第１の出口端子、第１の出口端子から延びる第１のリード、第１のリードから間隔を置いて配置された第２のリード、及び第２の出口端子を含んでよい。第１の実施形態では、第１のリードは、第１の出口端子に接続されたベース部分と、ベース部分から、第１の出口端子と直角に延びるダイオード部分と、を画定してよい。第１の実施形態では、第２のリードは、ベース部分と、ベース部分から、第１のリードのダイオード部分とほぼ平行に延びるダイオード部分と、を画定してよい。第１の実施形態では、第２の出口端子は、第２のリードのベース部分から延びてよい。第１の実施形態の実施例によっては、ダイオードは、第１のリードのダイオード部分、及び第２のリードのダイオード部分と電気的に接触していてよい。
【００７０】
第１の実施形態の実施例によっては、ダイオードは第１のダイオードを画定してよく、第２のリードのダイオード部分は、第２のリードの第１のダイオード部分を画定してよく、第２のリードは、ベース部分から、第２のリードの第１のダイオード部分にほぼ直角に延びる第２のダイオード部分を画定してよい。第１の実施形態の実施例によっては、リードフレームは、追加又は代替として、第２のリードから間隔を置いて配置された第３のリードを含んでよく、第３のリードは、ベース部分と、第３のリードのベース部分から、第２のリードの第２のダイオード部分にほぼ平行に延びるダイオード部分と、を画定している。第３のリードを有する第１の実施形態の実施例によっては、追加又は代替として、第３のリードのベース部分から延びる第３の出口端子と、第３のリードのダイオード部分及び第２のリードの第２のダイオード部分と接合された第２のダイオードと、が含まれてよい。
【００７１】
第１の実施形態の実施例によっては、太陽光発電パネルは、正端子及び負端子を画定している、太陽光発電セルの第１のストリングと、正端子及び負端子を画定している、太陽光発電セルの第２のストリングと、を含んでよい。第１のストリング及び第２のストリングを画定している太陽光発電パネルを有する第１の実施形態の実施形態によっては、太陽光発電パネルは、追加又は代替として、第１のストリングの正端子と第１の出口端子とに電気的に接続された第１のパネルリードと、第１のストリングの負端子と第２のストリングの正端子と第２の出口端子とに電気的に接続された第２のパネルリードと、第２のストリングの負端子と第３の出口端子とに電気的に接続された第３のパネルリードと、を含んでよい。
【００７２】
第１の実施形態の実施形態によっては、ダイオードは、下部ダイ領域と、上部ダイ領域を取り囲む上部ダイ領域突起と、を画定しているダイと、上部ダイ領域突起内にほぼ嵌合している導電性上部ダイ界面と、ほぼ全ての下部ダイ領域と係合していて、ダイの末端部の下部表面領域を画定している導電性下部ダイ界面と、を含んでよい。下部ダイ界面を有するダイオードを含む第１の実施形態の実施例によっては、第１のリードのダイオード部分又は第２のリードのダイオード部分のうちの一方が、下部ダイ界面の下部表面領域の大部分と接合される。
【００７３】
第１の実施形態の実施例によっては、追加又は代替として、カプセル封入ケースが含まれてよく、カプセル封入は、ダイオード、第１のリード、及び第２のリードを少なくとも部分的に囲む回路空間を囲んでいる。回路空間を画定しているカプセル封入ケースを含む実施形態によっては、追加又は代替として、回路空間内に配置されたカプセル材料が含まれてよく、カプセル材料は、リードフレームのカプセル封入された部分の周りに成形された耐液性且つ耐電性の熱硬化性材料を特定している。カプセル材料を含む実施形態によっては、カプセル材料は、成形用エポキシであってよい。
【００７４】
カプセル封入ケースを含む第１の実施形態の実施例によっては、カプセル封入ケースは、回路空間に突き当たる絶縁層と、回路空間の末端部の絶縁層に突き当たる放熱空間と、を画定してよい。実施形態によっては、追加又は代替として、放熱空間内に配置された熱伝導性放熱部材が含まれてよい。
【００７５】
太陽光発電パネルを含む太陽光発電システムにおいて使用されるダイオードセルモジュールの第２の実施形態では、ダイオードセルモジュールは、リードフレーム及びダイオードを含んでよい。実施形態によっては、リードフレームは、ベース部分と、ベース部分から延びるダイオード部分と、を画定している、熱伝導性及び導電性を有する第１のリードを含んでよい。
【００７６】
第２の実施形態の実施例によっては、リードフレームは、第１のリードのダイオード部分から間隔を置いて配置されたダイオード部分を画定している、熱伝導性及び導電性を有する第２のリードと、第２のリードのダイオード部分から延びる接続部分と、第２のリードのダイオード面の末端部の接続部分に接続された、第１のリードのベース部分と垂直方向に一直線に並ぶベース部分と、を含んでよい。
【００７７】
第２の実施形態の実施例によっては、ダイオードは、第１のリードのダイオード部分及び第２のリードのダイオード部分と電気的に接触していてよい。
【００７８】
第２の実施形態の実施例によっては、リードフレームは、ベース部分の表面領域をほぼ最大化する為に角度を付けられてよい接続部分を含んでよい。
【００７９】
第２の実施形態の実施例によっては、追加又は代替として、ダイオードのそばの第１の端部から、ダイオードから間隔を置いて配置された第２の端部に延びる、１つ以上の熱伝導性層を介して放熱するように構成された熱伝導性経路が含まれてよい。
【００８０】
熱伝導性経路を含む第２の実施形態の実施例によっては、第１のリードは、熱伝導性経路の第１の端部と係合してよい。熱伝導性経路を含む実施形態によっては、熱伝導性経路の層が、金属製放熱部材を含んでよい。金属製放熱部材を含む実施形態によっては、金属製放熱部材は、外部放熱構造物と係合してよい。
【００８１】
第２の実施形態の実施例によっては、熱伝導性経路は、電気的絶縁性及び熱伝導性を有する絶縁層を含む。
【００８２】
第２の実施形態の実施例によっては、リードフレームは、第２のリードから間隔を置いて配置された第３のリードと、第２のリードと第３のリードとの間に接続された第２のダイオードと、第３のリードから間隔を置いて配置された第４のリードと、第３のリードと第４のリードとの間に接続された第３のダイオードと、を含んでよい。
【００８３】
熱伝導性経路、第３のリード、及び第４のリードを含む第２の実施形態の実施例によっては、熱伝導性経路は、第１のリードの少なくとも一部分、第２のリードの少なくとも一部分、第３のリードの少なくとも一部分、及び第４のリードの少なくとも一部分と係合してよい。
【００８４】
熱伝導性経路を含む第２の実施形態の実施例によっては、太陽光発電パネルは、熱伝導面を画定してよく、熱伝導性経路は、パネルの熱伝導面と係合してよい。
【００８５】
太陽光発電パネルを含む太陽光発電システムにおいて使用されるダイオードセルモジュールの第３の実施形態では、ダイオードセルモジュールは、ダイオード及びリードフレームを含んでよい。第３の実施形態では、ダイオードは、上部ダイ界面と、下部表面領域を画定している下部ダイ界面と、下部ダイ領域を画定しているダイと、を含み、下部ダイ領域の大部分が下部ダイ界面と係合する。第３の実施形態では、リードフレームは、第１の出口端子と、第１の出口端子から延びる、導電性の第１のリードであって、下部表面領域より広い表面領域を有するダイオード面を画定するダイオード部分を画定している第１のリードと、第１のリードから間隔を置いて配置された、導電性の第２のリードであって、上部ダイ界面に電気的に接続されたダイオード部分を画定している第２のリードと、第２のリードから延びる第２の出口端子と、を含んでよい。実施形態によっては、ダイオードは、第１のリードのダイオード面と第２のリードのダイオード面との間に接続されてよく、下部表面領域のほぼ全面が第１のリードのダイオード面と係合していてよい。
【００８６】
ダイを画定するダイオードを有する実施形態によっては、ダイは、上部ダイ領域を画定してよく、上部ダイ界面は、上部ダイ領域の大部分と係合し、上部表面領域を画定する。上部表面領域を画定するダイオードを有する実施形態によっては、上部表面領域のほぼ全面が第２のリードと係合してよい。
【００８７】
下部表面領域を画定するダイオードを有する実施形態によっては、下部ダイ界面の下部表面領域は、下部ダイ領域とほぼ同等か、下部ダイ領域より広くてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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