(57)【要約】【課題】出力リード線を端子ボックス内の端子板に接続する際に、迅速に作業を行える太陽電池モジュールを得ること。【解決手段】太陽電池パネルから引き出された出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、太陽電池パネルの電気出力を外部へ送電するモジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂとが端子ボックス２０内で接続された太陽電池モジュールであって、端子ボックス２０に引き込まれた出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃを挟んで浮き上がりを防止する浮き上がり防止構造部２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備え、出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及びモジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂが接続される端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃを有し、出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃの浮き上がり防止構造部２Ａ，２Ｂ，２Ｃに挟まれた状態で出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃに固定されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルから引き出された出力リード線と、前記太陽電池パネルの電気出力を外部へ送電するケーブルとが端子ボックス内で接続された太陽電池モジュールであって、
前記端子ボックスに引き込まれた前記出力リード線を挟んで浮き上がりを防止する浮き上がり防止構造部を備え、前記出力リード線及び前記ケーブルが接続される端子板を有し、
前記出力リード線は、前記端子板の前記浮き上がり防止構造部に挟まれた状態で前記出力リード線に固定されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記出力リード線は、前記浮き上がり防止構造部にはんだ付けされ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。
【請求項３】
前記浮き上がり防止構造部は、はんだ付けの時に溶融状態のはんだが流通する穴が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池ボックスに電気的接続するための出力リード線を備えた太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な太陽電池モジュールにおいては、複数の太陽電池セルを並べた太陽電池アレイと端子ボックスとを電気的に接続するため、太陽電池パネルの出力リード線と端子ボックス内の端子板とをはんだ付け、又は樹脂部品を用いた挟み込みによる固定を行う。
【０００３】
太陽電池モジュールでは、一般的に太陽電池セルが直列に接続されたストリングが複数封止されて作成されており、ストリングからの出力リード線が端子ボックス内に引き出されている。端子ボックスは、ストリングから引き出された出力リード線が一端に接続されるとともに他端にモジュール連結ケーブルが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バイパスダイオードとを備えている。出力リード線は、導電性材料で形成され、一端はストリングの電極に接続され、他端は端子ボックスの端子板に接続される。端子ボックスの内部は、絶縁性を保つために、絶縁材料であるポッティング剤によって充填される場合がある。
【０００４】
出力リード線と端子板との接続部分は、太陽電池セルによって発電された全電流が流れる箇所であり、出力リード線と端子板との接続部の密着不良で剥離が発生した場合、出力リード線と端子板との接続部に電気抵抗が生じ、異常発熱によって端子ボックスが破損する可能性がある。出力リード線と端子板との接続部分においては、内部応力を始めとする様々なストレスが長期的に加わる場合があるため、出力リード線と端子板との電気的接続部分は、剥離が生じないように密着されている必要がある。
【０００５】
出力リード線と端子板との電気的接続の信頼性を向上させ、接続部分の剥離に起因する異常発熱の発生を防止するため、ストリングから引き出された出力リード線を端子板の穴部の上側から下側へ折り曲げた後、はんだ付けによって電気的に接続する方法が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／０８１５０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示される発明は、端子板に出力リード線の貫通穴を設ける際に、端子板の面積が大きくなる場合があり、また出力リード線を端子板に設けられた穴に通す際に、作業時間を要してしまう場合がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力リード線を端子ボックス内の端子板に接続する際に、迅速に作業を行える太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、太陽電池パネルから引き出された出力リード線と、太陽電池パネルの電気出力を外部へ送電するケーブルとが端子ボックス内で接続された太陽電池モジュールであって、端子ボックスに引き込まれた出力リード線を挟んで浮き上がりを防止する浮き上がり防止構造部を備え、出力リード線及びケーブルが接続される端子板を有する。出力リード線は、端子板の浮き上がり防止構造部に挟まれた状態で出力リード線に固定されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、出力リード線を端子ボックス内の端子板に接続する際に、迅速に作業を行える太陽電池モジュールを得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの受光面側の斜視図
【図２】実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの裏面側の斜視図
【図３】実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの蓋体を取り外した状態での正面図
【図４】実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの端子板の模式図
【図５】実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの端子板に、太陽電池アレイから引き出した出力リード線をはんだ付けした状態を示す概念図
【図６】本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの端子板の平面図
【図７】実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの端子板に、太陽電池アレイから引き出した出力リード線をはんだ付けした状態を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの受光面側の斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの裏面側の斜視図である。太陽電池モジュール１００は、タブ１８で直列に接続された複数の太陽電池セル１２が、透光性材料で形成された前面カバー部材１７と耐候性材料で形成された裏面カバー部材１４との間に挟まれて、前面カバー部材１７と裏面カバー部材１４との間に注入された樹脂により封止されて形成された太陽電池パネル１５と、太陽電池パネル１５を支持する矩形枠状の支持フレーム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の端子ボックス２０とから構成されている。支持フレーム１３の材料には、アルミニウムを適用できる。
【００１４】
端子ボックス２０は、プラスチックのような樹脂材料で作製され、外殻を構成する箱状をなしている。端子ボックス２０は、一面を開放する直方体箱状のボックス本体２０Ａと板状の蓋体２０Ｂとで構成されている。蓋体２０Ｂは、ボックス本体２０Ａの開放面を閉塞している。そして、ボックス本体２０Ａ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。太陽電池モジュール１００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１６ａ，１６ｂが接続されている。
【００１５】
図３は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの蓋体を取り外した状態での正面図である。図４は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの端子板の模式図である。図５は、実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの端子板に、太陽電池アレイから引き出した出力リード線をはんだ付けした状態を示す概念図である。図５は、図３中のＶ−Ｖ線に沿った断面を模式的に示している。ボックス本体２０Ａは、直方体箱状を成し、底面と底面の四方を囲む側面とを有し、内部に太陽電池モジュール１００の出力部４を収納している。ボックス本体２０Ａの底面の図３の紙面での上側の隅部には、辺に沿って矩形のリード線引込口２０ａが開口している。リード線引込口２０ａを介して、太陽電池パネル１５の内部から延びる出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃがボックス本体２０Ａ内に挿入される。出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃ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、ボックス本体２０Ａのリード線引込口２０ａと逆側の側面には、モジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂ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。
【００１６】
端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃには、浮き上がり防止構造部２Ａ，２Ｂ，２Ｃが設けられている。浮き上がり防止構造部２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃの外から引き出された出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃの浮き上がりを抑制するために用いられる。浮き上がり防止構造部２Ａ，２Ｂ，２Ｃを出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃにはんだ１１ではんだ付けすることにより、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃと出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃとが電気的に接続される。
【００１７】
出力部４は、外部電線を接続する３枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、未発電セルバイパス用の２個のバイパスダイオード８Ａ，８Ｂとを含んで構成されている。ボックス本体２０Ａの底面に突起７Ａ，７Ｂ，７Ｃが突設されている。３枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、電気伝導性の高い金属又は電気伝導性の高い金属にめっきを施した良熱伝導性の材料で作製され、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃの各々に穿孔された取付穴に突起７Ａ，７Ｂ，７Ｃを挿入して、突起７Ａ，７Ｂ，７Ｃに固定され、ボックス本体２０Ａの底面との間に隙間を空けて支持されている。端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、相互に平行に図３の紙面での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。端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃの図３の紙面での上端には、リード線引込口２０ａを介して挿入された出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃ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。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。
【００１８】
一方、３枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうち、図示左右端の２枚の端子板１Ａ，１Ｃの図３の紙面での下端には、ケーブル接続部１ｂが設けられ、モジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂが圧着接合されている。端子板１Ｂの図３の紙面での下端には、ケーブル接続部１ｂが設けられていない。端子板１Ｂの図３の紙面での下端は、放熱性を図り、幅及び長さがともに拡大されて他の端子板１Ａ，１Ｃよりも面積が大きい大面積部１ｆとなっている。そして、大面積部１ｆに３個の流通穴１ｅが穿孔されている。なお、実施の形態１においては、端子板１Ａに設けられている流通穴１ｅは、バイパスダイオード８Ａの陰に隠れているため、図３の紙面には現れていない。端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、プレス加工で形成することにより、外形形成と流通穴１ｅの形成とを同時に行える。
【００１９】
ボックス本体２０Ａの出力部４内には、防水目的で、熱伝導性絶縁樹脂であるポッティング材が充填される。ポッティング材は、出力部４の配設及び配線が完了し、太陽電池モジュール１００へ取り付けられた後、溶融状態で各部品間に隙間無く流入され、その後硬化する。このとき、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃは上下面をポッティング材により封止される。溶融したポッティング材が流し込まれる際、ポッティング材は流通穴１ｅを通って流通する。
【００２０】
バイパスダイオード８Ａ，８Ｂは、半導体素子が絶縁樹脂材にて樹脂封止された素子本体と素子本体から延びる脚部電極とからなる。素子本体は、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。バイパスダイオード８Ａ，８Ｂは、素子本体の一方の主面を端子板１Ａ，１Ｂに面接触させて端子板１Ａ，１Ｂ上に搭載されている。
【００２１】
バイパスダイオード８Ａ，８Ｂは、ＰＮ接合に基づく整流機能を持っており、２本の脚部電極は、一方がＮ極で他方がＰ極となっている。そして、２本の脚部電極にて、端子板間を跨ぐようにして橋絡する。すなわち、バイパスダイオード８Ａ，８Ｂは、隣接する２つの端子板のうちの一方の端子板に素子本体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。バイパスダイオード８Ａは端子板１Ａと端子板１Ｂとの間を橋絡して未発電セルがある場合はバイパスして未発電セルへの電流の流れ込みを防止する。バイパスダイオード８Ｂは端子板１Ｂと端子板１Ｃとの間を橋絡して未発電セルがある場合はバイパスして未発電セルへの電流の流れ込みを防止する。
【００２２】
バイパスダイオード８Ａ，８Ｂの特に素子本体は熱を発生する発熱源である。モジュール連結ケーブル１６ａ，１６ｂは金属のワイヤを含んでおり放熱機能を有している。端子板１Ａには、バイパスダイオード８Ａの素子本体が搭載されモジュール連結ケーブル１６ａが接続されている。端子板１Ｂには、バイパスダイオード８Ｂの素子本体が搭載されモジュール連結ケーブルが接続されていない。端子板１Ｃには、バイパスダイオードが搭載されておらずモジュール連結ケーブル１６ｂが接続されている。つまり、放熱に関して端子板１Ｂが最も厳しい環境にある。実施の形態１においては、端子板１Ｂのリード線接続部１ａと逆側は、他の端子板１Ａ，１Ｃよりも面積が大きい大面積部１ｆが設けられ放熱性の向上が図られている。
【００２３】
実施の形態１の端子ボックス２０においては、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３Ａ，３Ｂ，３Ｃが接続される良熱伝導性の３枚の端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、端子板１Ａ，１Ｂに搭載され各端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃ間を橋絡する複数の未発電セルバイパス用のバイパスダイオード８Ａ，８Ｂと、ボックス本体２０Ａ内に充填されるポッティング材とを備えている。さらに、端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、ボックス本体２０Ａの底面から立設する突起７Ａ，７Ｂ，７Ｃにより、底面との間に隙間を形成して支持されて上下面をポッティング材により封止される。そして、端子板１Ｂには流通穴１ｅが開口されており、ポッティング材がボックス本体２０Ａに充填される際、溶融状態のポッティング材が流通穴１ｅを通って流通するので、ポッティング材が端子板１Ｂの裏面を含むボックス本体２０Ａ内の隅々まで良好に回り込み、空気層が形成されないので、ボックス本体２０Ａ内部が適切に冷却され性能が向上する。
【００２４】
さらに、出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃが端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃから剥離することは浮き上がり防止構造部２Ａ，２Ｂ，２Ｃによって防止されるため、出力リード線３Ａ，３Ｂ，３Ｃを端子板１Ａ，１Ｂ，１Ｃに密着させて電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの端子板の平面図である。図７は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの端子ボックスの端子板に、太陽電池アレイから引き出した出力リード線をはんだ付けした状態を示す概念図である。図７は、実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの図３でのＶ−Ｖ断面に相当する断面を示している。実施の形態２にかかる太陽電池モジュール１００は、端子板１Ａの浮き上がり防止構造部２Ａに、穴１９が形成されている。
【００２６】
浮き上がり防止構造部２Ａに穴１９が設けられているため、穴１９を通じて浮き上がり防止構造部２Ａと出力リード線３Ａとの界面にはんだ１１を供給することができ、はんだの濡れ広がりが促進される。したがって、端子板１Ａと出力リード線３Ａとの電気的接合の信頼性を一層向上させることができる。なお、端子板１Ｂ，１Ｃについても、端子板１Ａと同様に浮き上がり防止構造部２Ｂ，２Ｃに穴を設けることで、出力リード線３Ｂ，３Ｃとの電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００２７】
穴１９以外については、実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００２８】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  端子板、１ａ  リード線接続部、１ｂ  ケーブル接続部、１ｅ  流通穴、１ｆ  大面積部、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  浮き上がり防止構造部、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  出力リード線、４  出力部、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ  突起、８Ａ，８Ｂ  バイパスダイオード、１１  はんだ、１２  太陽電池セル、１３  支持フレーム、１４  裏面カバー部材、１５  太陽電池パネル、１６ａ，１６ｂ  モジュール連結ケーブル、１７  前面カバー部材、１８  タブ、１９  穴、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。
【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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