专利名称：电力转换器,光伏元件组件和使用该组件的发电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有太阳电池和电力转换器的太阳电池组件，并且涉及使用这种太阳电池组件的发电设备。
此外，太阳电池组件(光伏元件组件)也作为小型或中型太阳能发电系统或作为紧急备用电源而吸引了注意力。在这种太阳电池组件中，用于将太阳电池(光伏元件)所产生的电力进行转换的称作“组合集成转换器”(MIC)的小型电力转换器(此后就称为“电力转换器”)被安装在太阳电池光接收表面(此后称作为光接收表面)相反的一个表面(此后称作“后表面”)上。
遗憾的是这种太阳电池组件有下列问题。那就是，太阳电池组件的光接收表面的温度会升高，热量会传导到太阳电池组件的后表面。这种热传导不仅升高了在其上通常安装着电力转换器的后表面的温度，而且也升高了安装在这种电力转换器中电力转换电路的温度。
这就是说，当从太阳电池组件的光接收表面传来的热提高了电力转换器的温度时，其性能下降，且电力转换效率变坏。在某些情况下，电力转换器可能被损坏。
如上所述，如果对从太阳电池组件(光伏元件组件)到电力转换器的热传导的绝缘以及从电力转换器的热辐射不充分的话，那么电力转换效率变劣，且电力转换器可能被损坏，或者即使并未发生立即损坏，电力转换器的寿命也会缩短。为了解决这一热问题，所公开的日本专利No.9-271179揭示了一种设计，其中电力转换器是安装在太阳电池组件后表面所形成的空隙中的。
但是，当这种太阳电池组件要和例如屋顶材料这样的建筑材料集成在一起时，这个后表面空间是极其窄小的，因此电力转换器也必须极小。于是，当电力转换器如上面所揭示的安装在空隙中时，就需要一个大的空间，而这影响了太阳电池组件的缩小。同时，从力学的观点来看，具有上述揭示的空隙这样的结构强度是低的。
为了实现上述目标，按照本发明的一实施例的太阳电池组件具有下列安排。那就是一电力转换器，包括一用于将从光伏元件来的输出进行转换并将转换过的输出进行输出的电力转换电路，和一内含该电力转换电路的保护外壳，其特征在于该保护外壳包括一用于将保护外壳安装到具有光伏元件的光伏元件组件的预定部分上去的第一部分，和一用于安装电力转换电路的第二部分，且此第一和第二部分是由导热率不同的材料制成的。
例如，该电力转换器的特征在于，第一部分的材料的导热率小于第二部分材料的导热率。
例如，该电力转换器的特征在于，第一部分的材料是塑料，其含有从包括下列材料的组中选出的一种材料聚碳酸酯，聚酰胺，聚醛，改性聚苯醚(PPE)，聚酯，聚烯丙基酸酯(polyallylate)，不饱和聚酯，酚醛树脂，环氧树脂，聚对苯二甲酸丁二酯，尼龙，聚丙烯，聚氯乙烯，和ABS树脂。
例如，该电力转换器的特征在于，第二部分的材料包括从含有下列材料的组中选出的一种材料；铝板，不锈钢板，镀锌钢板，电镀钢板(galvalume steel plate)，钛钢板，和不锈钢板。
例如，该电力转换器的特征在于，第二部分的材料是一种与导热材料混合的树脂。
例如，该电力转换器的特征在于，该导热材料至少包括金属粉、金属氧化物、金属纤维、镀金属的玻璃小珠，和合成纤维中的一种。
例如，该电力转换器的特征在于，形成导热材料的金属至少包括Al，Cu，Ni，ZnO，SnO2，Ag，和不锈钢中的一种。
例如，该电力转换器的特征在于，该导热材料至少包括碳黑、碳纤维和石墨中的一种。
例如，该电力转换器的特征在于，第一部分的材料是塑料，它含有从包括下列材料的组中选出的一种材料聚碳酸酯，聚酰胺，聚醛，改性聚苯醚(PPE)，聚酯，聚烯丙基酸酯，不饱和聚酯，酚醛树脂，环氧树脂，聚对苯二甲酸丁二酯，尼龙，聚丙烯，聚氯乙烯，和ABS树脂。
例如，该电力转换器的特征在于，其电力转换电路是与第二部分的表面相接触而固定的。
例如，该电力转换器的特征在于，其电力转换电路是与第二部分相隔开而安装的。
例如，该电力转换器的特征在于，其电力转换电路是通过使用固定装置安装到第二部分上的。
例如，该电力转换器的特征在于，其固定装置是使用螺钉的机械固定或使用胶粘剂或填充剂的固定。
例如，该电力转换器的特征在于，其胶粘剂或填充剂是封装在保护外壳和电力转换电路之间的。
例如，该电力转换器的特征在于，该电力转换器是一将直流电力转换成交流电力的逆变器。
例如，该电力转换器的特征在于，其电力转换电路是安装在具有金属芯的基板上的。
例如，该电力转换器的特征在于，该电力转换器是一将直流电力转换成具有不同电压的另一直流电力的直流/直流转换器。
例如，该电力转换器的特征在于，其光伏元件含有从包括下列材料的组中选出的一种材料硅半导体，复合半导体，单晶硅，多晶硅，非晶硅，和薄膜多晶硅。
例如，该电力转换器的特征在于，其光伏元件被充以透明的绝缘部分且包含在光伏元件组件的主体中。
例如，该电力转换器的特征在于，其绝缘部分是通过使用从包括下列材料的组中选出的一种而使其成为透明的，这些材料包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，以及聚乙烯缩丁醛树脂。
为了实现上述目的，按照本发明一实施例的光伏元件组件具有下列安排。这就是说一光伏元件组件，包括一含有将光伏元件来的输出进行转换并将转换后的输出进行输出的电力转换电路的电力转换器，以及一含有电力转换电路的保护外壳，和一具有光伏元件的光伏元件组件的主体，其特征在于该保护外壳包括一用于将保护外壳安装到具有光伏元件的光伏元件组件的预定部分上的第一部分，和一用于安装电力转换电路的第二部分，且其第一部分和第二部分是由不同导热率的材料制成的。
为了实现上述目的，按照本发明一实施例的发电设备(a powergenerator)具有下列安排。这就是说一发电设备，使用一种光伏元件组件，它包括一含有将从光伏元件来的输出进行转换并将转换后的输出进行输出的电力转换电路的电力转换器，以及一含有电力转换电路的保护外壳，和一具有光伏元件的光伏元件组件的主体，其特征在于该保护外壳包括一用于将保护外壳安装到具有光伏元件的光伏元件组件的预定部分上的第一部分，以及一用于安装电力转换换电路的第二部分，且其第一和第二部分是由不同导热率的材料制成的。
例如，该发电设备的特征在于，该发电设备包括多个光伏元件组件的主体，而且多个光伏元件组件的主体是连接到电力转换器上的。
本发明的其它特色和优点将结合附图由下列说明而更清楚，在这些图中相同的附图标记在所有附图中表示相同或相似的部分。
附图简介合并于此且构成了本说明的组成部分的所附各图说明了本发明的实施例，并且和说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是表示按照本发明第一实施例的太阳电池组件安排的截面图；图2是表示按照本发明第一实施例的电力转换器安排的截面图；图3是说明安装第一实施例的电力转换器的方法的截面图；图4是表示按照本发明第二实施例的电力转换器安排的截面图；图5是表示按照本发明第三实施例的电力转换器安排的截面图；图6是表示按照本发明第四实施例的电力转换器的安排的截面图；图7是表示按照本发明的第四实施例的电力转换电路的安排的截面图；图8是表示按照本发明的第五实施例的太阳电池组件安装的截面图，以及图9是表示按照本发明第六实施例的太阳电池组件安排的截面图。
选实施例的详细说明现在将按照所附各图详细说明本发明的优选实施例。
下面将参考
按照本发明的实施例。
虽然说明是用按照本发明的太阳电池组件而进行的，但发明的范围并不限于所说的例子。[第一实施例]首先将说明太阳电池组件101的概要，然后再解释每个构成的元件。最后将解释制造太阳电池组件主体110和电力转换器107的方法和将电力转换器107安装到太阳电池组件主体110上的方法。
图1是表明按照本发明第一实施例的太阳电池组件101的安排的原理截面图。
这就是说，图1表示太阳电池组件101的一个例子，它是由将含有光伏元件(太阳电池)106的太阳电池组件主体110与电力转换器107集成在一起而得到的。
太阳电池组件主体110是由耐气候薄膜102、填充剂104、光伏元件106、填充剂105、和后表面强化材料103制成的。用于抽取输出的输出引线连接到电力转换器107上。
耐气候薄膜102是在太阳电池组件主体110的光接收表面上形成的。光伏元件106放在光接收表面109的内侧。透光的填充剂104和105环绕光伏元件106形成以固定光伏元件106。
用于加强的后表面强化材料103形成于在太阳电池组件101的光接收表面109背面的后表面111上。在这一后表面强化材料103上，安放着用于将光伏元件106所产生的电力进行转换的电力转换器107。
耐气候的透明薄膜102用作光接收表面109的保护材料。金属钢板，例如用作金属屋顶的钢板，用作后表面强化材料103。这种金属钢板的表面也可以用聚酯或含氟树脂涂敷以便增强例如耐气候的性能。
具有上述结构的太阳电池组件101的特征性能在于这种太阳电池组件可以通过弯折或其类似手段方便地形成屋顶材料的形状，例如折叠板式形状，卷曲形状，或阶梯式屋顶形状，或建筑材料的形状，例如墙体材料的形状。
特别是，使用后面要说明的导电基板的非晶硅太阳电池具有高机械强度和柔顺性。因此，使用这种非晶硅太阳电池的太阳电池组件101在形状方面有很高的自由度，因此可以形成各种屋顶形状和墙体形状。[光伏元件]光伏元件106并无具体限制，它可以使用例如单晶硅太阳电池，多晶硅太阳电池，以及非晶硅太阳电池，每个都包含硅半导体。
也可以使用复合半导体。其例子是III-V组复合太阳电池，II-VI组复合太阳电池，和I-III-VI组复合太阳电池。
特别是，非晶硅太阳电池可通过在高温下的退火作用而恢复它的发电效率，并且可以使用薄膜工艺在薄膜上或导电材料的基板上形成。这能够减少光伏元件106本身的重量。
因此，当需要形成和建筑材料集成在一起的太阳电池组件101时，特别优选的是使用非晶硅太阳电池作为光伏元件106[电力转换器]
作为电力转换器107，可以使用将直流电力转换成交流电力的逆变器，或者使用将直流电力转换成为具有不同电压的另一直流电力的直流/直流转换器(也就是它升高或降低电压)。
在下面的说明中，这一电力转换器107是一个逆变器的情形将参考图2而作为说明的例子。
图2是电力转换器107的截面图。
这个电力转换器107包括连接到光伏元件106的输入引线204，用于电力转换的电力转换电路201，以及用于电力输出的输出引线108。电力转换器107还包括防水套管203和用于保护上述部件而作为外层材料的第一和第二构件205和206。
防水套管203防止雨水从输出引线108侵入到电力转换器107内。第一构件205是要安装在太阳电池组件主体110的后表面强化材料103上的那一部分。这个第一构件205是由具有高热阻的树脂制成的，因为第一构件205是要和后表面强化材料103相接触的，而后者是要加热到高温的。第二构件206是由具有超热辐射性能的金属制成的。
电力转换电路201包括升压电路201a，逆变电路201b，控制电路201c，系统互连保护电路(未示出)，以及通信电路(未示出)。升压电路201a将从光伏元件106来的直流输出电压升高到逆变电路的输入电压。逆变电路201b将直流电力转换成交流电力。控制电路201c启动/停止电力转换，使光伏元件206的工作点和工作方式最优化。
作为升压电路201a，可以使用各种公知的升压斩波器电路。作为逆变器电路201b，优选的是使用IGBT或MOSFET作为开关元件的电压馈送式逆变器。通过使用由控制电路201c来的控制信号去驱动这种开关元件的门极，就可得到具有所需频率、相位和电压的交流电力。
控制电路201c包括，例如，CPU、PWM波形控制电路，频率-电压基准发生器，电流基准发生器，方式开关，和开关控制电路。这个控制电路201c也可以经由通信线或类似线路从外面操作。此外，多个电力转换器107可以同时由放置在这些电力转换器107以外的控制电路201c来控制。
作为电力转换器107的外层材料的第一构件205是和太阳电池组件主体110的后表面强化材料103相接触的。为了使加热到高温的后表面面强化材料103上的热量不能方便地传导到电力转换器107内的电力转换电路201上或第二构件206上，这个第一构件205必须用具有低导热率的材料制成。特别有利的是使用阻热的塑料材料，例如聚碳酸酯，聚酰胺，聚醛，改性聚苯醚(PPE)，聚酯，聚烯丙基酸酯，不饱和聚酯，酚醛树脂，环氧树脂，聚对苯二甲酸丁二酯，尼龙，聚丙烯，聚氯乙烯，和ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂。
为了有效地从升压电路201a、逆变电路201b的开关元件和与电力网相交互的电抗器辐射其热量，第二构件206优选要用具有高机械强度和优异热辐射性能的高导热率材料制成。例如，优选为一种能方便地安装电力变换器107的金属。铝、铜和它们的合金是特别合适的。
电力转换电路201是安装在印刷电路板或别的具有优异热辐射性质的基板209上。这个基板209是用螺钉207固定在第二构件206上的。
因此，由电力转换电路201所产生的热是经过具有优异热辐射性质的基板209传导到第二构件206上，并从这个第二构件206散发出去。
基板209也可以不用螺钉207而用例如粘结剂或填充剂来固定。
此外，还可以在电力转换电路201和第二构件206之间插入一导热构件以促进从这一第二构件206的热辐射。[后表面强化材料]对于太阳电池组件主体110的后表面强化材料103的材料并没有特殊的限制。但是，优选的是具有高机械强度和在温度变化时受应力小或变形小的材料。例如，可以使用强化玻璃和金属板。
可使用材料的例子是金属，碳纤维，FRP(纤维强化的塑料)，陶瓷、聚碳酸酯，玻璃，以及Tedlar/Al/Tedlar。
例如，有可能使用铝板，不锈钢板，钛板，以及涂覆钢板，例如镀锌钢板和电镀钢板。不过，材料并不限于这些金属板。
另外，任何上述材料的耐用性可以通过在表面上进行阳极氧化或用诸如聚酯树脂或丙烯酸树脂涂覆而得到提高。
和金属屋顶材料集成在一起的太阳电池组件有时会在使用中弯曲。但是，当把金属板用作后表面强化材料103时，这种太阳电池组件101可以和一般的金属屋顶材料以同样的方式处理。[制造方法][太阳电池组件的制造]下面将说明制造太阳电池组件主体110的方法的一个例子。
在材料方面，ETFE(乙烯-四氟乙烯)被用作耐气候薄膜102，涂覆聚酯树脂的0.4mm厚的钢板用作后表面强化材料103，而EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，耐气候级)则用作填充剂104和105。
如图1所示，先设置后表面强化材料103，然后按下述顺序将填充剂105、光伏元件106、填充剂104、和耐气候薄膜102叠在后表面强化材料103上，从而得到一个叠层体。
然后利用真空叠层器将这一叠层体的填充剂104和105在150℃下融化。因此，这就可能制造太阳电池组件主体110，其中的光伏元件106是用树脂包封在后表面强化材料103和耐气候薄膜102之间的。[电力转换器的制造]下面将参照图2来说明制造电力转换器107的方法的一个例子。
首先，防水套管203被固定在第二构件206上。
电力转换电路201是事先在基板209上安装好的。
这个电力转换电路201的输出部分通过焊接或拧螺钉而在电气上连接到输出引线108上。
输入引线204是通过焊接而在电气上连接到电力转换电路201的输入部分上的。
在输出引线204插进防水套管203之后，电力转换电路被保持在一预定的位置并用螺钉207固定到第二构件205上。
最后，通过将第一构件205用胶粘剂(未示出)安装到第二构件206的开口上，这样就完成了电力转换器107。[电力转换器的安装]下面将参照图3来说明将电力转换器107安装到太阳电池组件主体110上去的方法。
后表面强化材料103是一矩形的涂覆着聚酯树脂的钢板。在这个后表面强化材料103的该部位事先形成一直径为15mm的孔，它对应用于从光伏元件106取出电力的一电极(未示出)。不过，当制造太阳电池组件主体110时这个孔是用填充剂105填充的。
因此，首先要把在这个端头部分中的填充剂105除去，然后电力转换器107的输入引线被焊接到光伏元件106的电极(未示出)上。
然后，预定数量的硅酮胶301加在电力转换器107的第一构件205上，再将电力转换器107粘到后表面强化材料103上。
太阳电池组件101就以这种方式制造，其中的电力转换器107是与太阳电池组件主体110集成在一起的。
如果电力转换器107是上面已说明的逆变器，那么多个这样相互连接的太阳电池组件101可以用于户内负载及/或与公用电力线互联。
当预定量的太阳辐射照到这样制成的太阳电池组件101上时，电力转换器107将由光伏元件106产生的直流电力转换成交流电力，而这种交流电力可以通过输出引线108输出。
具有低导热率的第一构件205可防止热从被太阳辐射加热到高温的太阳电池组件主体110经由后表面强化材料103传导到电力转换器107。
同样，由电力转换器107产生的热可以经由基板209而由具有高导热率的第二构件206有效地辐射掉。这可以改善电力转换器107的转换效率和可靠性。[第二实施例]下面将说明按照本发明第二实施例的太阳电池组件2101。
这个太阳电池组件2101的太阳电池组件主体110和在第一实施例中说明的太阳电池组件101的太阳电池组件主体110完全相同，只是电力转换器2107是不同的。
因此，在下面的说明中，表明与图1相对应的太阳电池组件2101的整个配置的视图以及它的共同的说明将被省略以免重复，只有与电力转换器107不同之处将利用示于图4中的电力转换器2107加以说明。
在对图4的这一说明中，和在图2中所示的电力转换器107相同的附图标记表示相同的部分而且它们的详细说明也被省略以免重复，只有不同之处将予说明。[电力转换器]首先，第二实施例的电力转换器2107的特征性能将在下面说明。
这个电力转换器2107的特征在于由电力转换器2107内的电力转换电路201所产生的热的辐射要比第一实施例中的电力转换器107更为优异。
然后将解释电力转换器2107的安排。
这个电力转换器2107的部件除了安装位置以外都和电力转换器107中的相同，这些部件是颠倒过来安装的。
这就是说，在这个电力转换器2107中，电力转换电路201是安装在具有优异的热辐射性质的印刷电路板上的。这个印刷电路板是用胶粘剂2402(或填充剂)安装的，以使它和第二构件206相接触。
胶粘剂2402(或填充剂)是安放在电力转换电路201和第二构件206之间的，以便将电力转换电路201固定到第二构件206上。这种胶粘剂2402还能有效地将由电力转换电路201所产生的热传导到第二构件206上。
胶粘剂2402(或填充剂)最好是当电力转换电路201在安装时能改善其加工性的那一种。例如，优选具有短的固化时间且其粘度在40到1000pa·s之间，即它并不是过分粘稠的胶粘剂。这样的例子是金属和金属氧化物，例如银、铝、氧化铝，以及树脂，例如硅酮，丙烯酰、环氧、和氨基甲酸酯、它们都含有导热添加剂。
当预定量的太阳辐射照到太阳电池组件2101(未示出)时，图4所示的电力转换器2107是和该太阳电池组件主体110集成在一起的，这时电力转换器2107将由光伏元件106所产生的直流电力转换成交流电力，而这个交流电力可以通过输出引线108输出。
具有低导热率的第一构件205可防止热从被太阳辐射加热到高温的太阳电池组件2101通过后表面强化材料103而传导到电力转换器2107上。
同时，由电力转换电路201所产生的热可经由基板209从具有高导热率的第二构件206有效地辐射掉。这可以改善电力转换器2107的转换效率和可靠性。[第三实施例]下面将说明按照本发明第三实施例的太阳电池组件3101。
这一太阳电池组件3101的太阳电池组件主体110和在第一实施例中说明的太阳电池组件101的太阳电池组件主体110完全相同，只有电力转换器3107是不同的。
因此，在下面的说明中，表明与图1相对应的太阳电池组件3101的整体配置，以及对它的共同的说明将被省略以避免重复，只有与电力转换器107不同之处将通过利用示于图5中的电力转换器3107予以说明。
在对图5的这一说明中，与示于图2中的电力转换器107中相同的附图标记表示相同的都分且它的详细说明将予省略以免重复，只有不同之处将加以说明。[电力转换器]首先，第三实施例的电力转换器3107的特征性能将在下面说明。
这个电力转换器3107的特征在于从电力转换器3107内的电力转换电路201产生的热的辐射要优于第一实施例中的电力转换器107的辐射。
下面将说明电力转换器3107的安排。
这个电力转换器3107的各部件除了安装位置外与电力转换器107是相同的；这些部件是颠倒安装的。
这就是说，在这个电力转换器3107中，上面安装有电力转换电路201且热辐射性能优异的印刷电路板是使用胶粘剂3402(以及填充剂)安装的，以便和第二构件206相接触。
胶粘剂3402(以及填充剂)是封装在整个电力转换电路201中以便将电力转换电路201固定到第二构件206上。这个胶粘剂3402还有效地将由电力转换电路201产生的热传导到第二构件206上。
胶粘剂3402(以及填充剂)可以是任何具有自粘结性能、热接触粘结性能、以及粘结性质的材料，并且能够固定电力转换器3107。同时，粘结剂3402(以及填充剂)可以具有下列任何一种形式胶、膏、脂、片、以及油的复合物。不过，它的形式不限于这些形式。
胶粘剂3402(以及填充剂)最好是当电力转换电路201在安装时能改善其加工性的那一种。例如，优选具有短的固化时间且其粘度在40到1000pa·s之间，即它并不是过分粘稠的胶粘剂。这样的例子是金属和金属氧化物，例如银、铝、氧化铝、以及树脂，例如硅酮、丙烯酰、环氧、和氨基甲酸酯，它们都含有导热添加剂。
当预定量的太阳辐射照到太阳电池组件3101(未示出)时，图5所示的电力转换器3107是和该太阳电池组件主体110集成在一起的，这时电力转换器3107将由光伏元件106产生的直流电力转换成交流电力，而这个交流电力可以通过输出引线108输出。
具有低导热率的第一构件205可防止热从被太阳辐射加热到高温的太阳电池组件3101通过后表面强化材料103而传导到电力转换器3107上。
同时，由电力转换电路201所产生的热可经由基板209从具有高导热率的第二构件206有效地辐射掉。这可以改善电力转换器3107的转换效率和可靠性。[第四实施例]下面将说明按照本发明第四实施例的太阳电池组件4101。
这一太阳电池组件4101的太阳电池组件主体110和在第一实施例中说明的太阳电池组件101的太阳电池组件主体110完全相同，只有电力转换器4107是不同的。
因此，在下面的说明中，表明与图1相对应的太阳电池组件4101的整体配置，以及对它的共同的说明将被省略以免重复，只有与电力转换器107不同之处将通过示于图6的电力转换器4107予以说明。
在对图6的这一说明中，与示于图2中的电力转换器107中相同的附图标记表示相同的部分且它的详细说明将予省略以免重复，只有不同之处将加以说明。[电力转换器]首先，第四实施例的电力转换器4107的特征性能将在下面说明。
这个电力转换器4107的特征在于从电力转换器4107内的电力转换电路201产生的热的辐射优于第一实施例中的电力转换器107的辐射。
这就是说，如在下面将说明的，其上安装有电力转换电路201的基板209具有在这个基板209各个层次中的金属芯703。此外，这个金属芯703还从表面绝缘层704的端部伸向外面。这些伸出部分形成安装构件4602以固定在第二构件206上。因此，基板209是由这些安装构件4602固定在第二构件206上的，使得由电力转换电路201所产生的热可以经由第二构件206有效地辐射掉。
下面将说明电力转换器4107的安排。
这个电力转换器4107的部件除了安装位置外与电力转换器107是相同的，这些部件是颠倒安装的。
这就是说，在这个电力转换器4107中，其上安装有电力转换电路201且具有优异的热辐射性能的印刷电路板或某种其它的基板209是使用胶粘剂或螺钉(未示出)安装的，以便和第二构件206相接触。
图7是电力转换电路4701的详细视图。
这个电力转换电路4701是安装在印刷电路板209上的，在这个印刷电路板209各层中具有金属芯703。金属芯703以表面绝缘层704的端部伸出到外面。这些伸出部分形成了要固定到第二构件206上去的安装构件4602。
当预定量的太阳辐射照到其中将图6和7所示的电力转换器4107与太阳电池组件主体110集成在一起的太阳电池组件4101(未示出)上时，电力转换器4107将由光伏元件106产生的直流电力转换成交流电力，而这个交流电力可以通过输出引线108输出。
具有低导热率的第一构件205可防止热从因太阳辐射而加热到高温的太阳电池组件4101经由后表面强化材料103而传导到电力转换器4107。
同时，由电力转换电路201所产生的热有效地从具有高导热率的第二构件206经由基板209而辐射掉。这能够改善功率转换器4107的转换效率和可靠性。[第五实施例]具有太阳电池阵列5111的发电设备5112将在下面说明，它包括多个按照本发明第五实施例的太阳电池组件主体5110和电力转换器5107。
太阳电池阵列5111具有这样的安排，其中图1所示的在第一实施例中说明的太阳电池组件101的多个太阳电池组件主体110被连接起来。在发电设备5112中使用的电力转换器5107可以是在第一到第四实施例中说明的电力转换器107、2107、3107、4107中的任何一种。不过，输入引线最好是和输出引线在同一表面中抽出，或者从输出引线的相对表面中引出。
因此，在下面的说明中，在第一到第四实施例中说明的共同部分的说明将被省略以免重复，只有不同之处将予说明。
首先，第五实施例的太阳电池组件5110的特征性能将在下面说明。
如图8所示，在发电设备5112中，通过在框架5113上将多个太阳电池组件主体5110连接起来而形成太阳电池阵列5111。因此，第五实施例的发电设备5112能够抽取大量的电力。
由太阳电池阵列5111收集的直流电力输入到电力转换器5107并由它转换。如果需要，该太阳电池阵列可以连接到公共电力线。
如果电力转换器5107是一个将直流电力转换成交流电力的逆变器，那么太阳电池阵列5111是通过将多个太阳电池组件主体5110用从太阳电池组件主体5110抽出的引出线相互连接而构成的。在这种情况下，太阳电池阵列5111也可以通过将多个太阳电池组件主体5110串联连接而构成，并将串联电路的两端连接到电力转换器5107。
即使当电力转换器5107是个直流/直流转换器时，太阳电池阵列5111也可以用相似方式构成。在这种情况下，太阳电池阵列5111可以通过如下方式接到公共电力线将从多个主体5110来的电力收集起来，将收集的电力转换成所需的直流电压，并且在需要时，将直流电力通过直流/交流转换器，例如公用的交互逆变器转换成交流电力。
注意，太阳电池组件主体5110具有一端子盒(未示出)用于抽取电力，或者有一在其端部带有防水接头的电力抽取电缆。太阳电池阵列是通过将端头盒连接起来或将防水接头连接起来以使多个太阳电池组件主体5110相互连接而构成的。
当预定量的太阳辐射照到这样制成的发电设备5112时，电力转换器5107将由太阳电池组件主体5110产生的直流电力进行转换，然后这个交流电力就可以输出到公用电力线。
具有低导热率的第一构件205可防止热从框架5113传导到电力转换电路201上。同时，由电力转换电路201产生的热可有效地从具有高导热率的第二构件206辐射掉。这可以改善电力转换器5107的转换效率和可靠性。[第六实施例]下面将说明按照本发明第六实施例的太阳电池组件6101。
这个太阳电池组件6101的太阳电池组件主体和在第一实施例中说明的太阳电池组件101的太阳电池组件主体110是完全相同的，只有电力转换器6107是不同的。
因此，在下面的说明中，表明对应于图1的太阳电池组件6101的整体配置的视图，以及它的共同的说明将被省略以免重复，只有与电力转换器107不同之处将利用示于图9中的电力转换器6107加以说明。
在图9的这一说明中，图2中所示的电力转换器107中的同样附图标记表示相同的部分而它的详细说明将被省略以免重复，只有不同之处将作说明。[电力转换器]首先，将在下面说明第六实施例的电力转换器6107的特征性能。
这个电力转换器6107的特征在于第二构件6206的导热率要高于第一实施例中电力转换器107的第二构件的导热率。
现在说明电力转换器6107的安排。
这个电力转换器6107的部件和电力转换器107的是相同的，只有第二构件例外。在电力转换器6107中，其中安装着电力转换电路201的基板209是固定在具有优异的热辐射性能的第二构件6202上的。
更具体说，含有铜粉的改性聚苯醚树脂被用作第二构件。注意，第二构件所需用材料只是混有导热材料的树脂。这种导热材料的例子是细微的金属粉末，金属氧化物，金属纤维，以及利用铝、铜、镍、氧化锌、二氧化锡、银、以及不锈钢的金属涂覆的玻璃小珠，以及合成纤维。碳黑、碳纤维、或石墨也能够用作导热材料。作为要和导热材料混合的树脂，可以使用在第一实施例中说明的在第一构件205中所使用的各种树脂。
热的传导可以通过像在第三实施例中那样在基板209和第二构件6206之间插入高导热率的填充剂而进一步得到改善。
当预定量的太阳辐射到其中将图9所示的电力转换器6107与太阳电池组件主体集成在一起的太阳电池组件上时，电力转换器将由光伏元件产生的直流电力转换成交流电力，这个交流电力可以通过输出引线输出。具有低导热率的第一构件205可防止热从由太阳辐射加热到高温的太阳电池组件经由后表面强化材料传导到电力转换器6107上。
同时，由电力转换电路201产生的热可从具有高导热率的第二构件6206经由基板209而有效地辐射掉。这可以改善电力转换器6107转换效率和可靠性。
此外，由电力转换器6107产生的电磁波可以被包括高导热材料的第二构件6206屏蔽掉。这可有效地减少对周围的电气和电子设备的影响。
在每个实施例中说明的电力转换器、太阳电池组件(光伏元件组件)、以及发电设备的特征性能将在下面作一概括。
这就是说，为了实现缩小每个实施例的太阳电池组件，其厚度是通过把电力转换器安装在含有太阳电池的太阳电池组件主体而得以减少。此外，具有低导热率的材料被用来作为保护安装在太阳电池组件主体中的电力转换电路的保护外壳。这防止了热从加热到高温的太阳电池组件主体方便地传导到电力转换电路。此外，为了允许由电力转换电路产生的热能方便地辐射，具有高导热率的材料被用来作为固定电力转换电路的保护外壳的构件。因此，得到了如下效果。
(1)由太阳光产生并且经由太阳电池组件主体的后表面强化材料而传导到包含在电力转换器保护外壳中的电力转换电路上去的强烈热量被与后表面强化材料相接触的保护外壳的低导热率构件有效地阻断。由电力转换器产生的热量通过与电力转换器相接触的高导热率构件而被有效地辐射掉。因此，电力转换电路的温升得以降低，而这改善了电力转换器的转换效率和可靠性。
(2)为了将电力转换器连接到太阳电池组件主体上，和传统的系统不同，在太阳电池组件主体的后表面强化材料与电力转换器之间不需要形成间隙以防止热量的方便传导。这改善了整个太阳电池组件的机械强度并缩小了太阳电池组件的体积。
如上所述，本发明可以提供一种太阳电池组件(光伏电池组件)，其中含有太阳电池(光伏元件)的太阳电池组件(光伏元件组件)的主体是和用来将从太阳电池来的输出电力进行转换的电力转换器集成在一起的，并且它适合于缩小体积并能够改善电力转换器的效率和可靠性。
由于可以对本发明作出许多明显不同的实施例而不离开它的精神和范围，所以应该理解，除了在所附权利要求中的规定之外，本发明并不局限于特定的实施例。
权利要求
1.一种电力转换器，其特征在于包括一用于将从光伏元件来的输出进行转换并将转换后的输出进行输出的电力转换电路，以及一含有上述电力转换电路的保护外壳，其中所说的保护外壳包括一用于将上述保护外壳固定到含有上述光伏元件的光伏元件组件的预定部分上的第一部分；一用于固定上述电力转换电路的第二部分，而且上述的第一和第二部分是由导热率不同的材料制成的。
2.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述第一部分的材料的导热率小于上述第二部分的材料的导热率。
3.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述第一部分的材料是塑料，它包括由含有下列材料的组中选出的一种材料聚碳酸酯、聚酰胺、聚醛，改性聚苯醚(PPE)，聚酯，聚烯丙基酸酯，不饱和聚酯，酚醛树脂，环氧树脂，聚对苯二甲酸丁二酯，尼龙，聚丙烯，聚氯乙烯，和ABS树脂。
4.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述的第二部分的材料包括从含有下列材料的组中选出的一种材料铝板，不锈钢板，镀锌钢板，电镀钢板，钛钢板，和不锈钢板。
5.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述第二部分的材料是一种与导热材料混合的树脂。
6.按照权利要求5的转换器，其特征在于该导热材料至少包括金属粉、金属氧化物、金属纤维，镀金属的玻璃珠，以及合成纤维中的一种。
7.按照权利要求5的转换器，其特征在于该导热材料至少包括铝、铜、镍、氧化锌、二氧化锡、银、和不锈钢中的一种。
8.按照权利要求5的转换器，其特征在于该导热材料至少包括碳黑、碳纤维和石墨中的一种。
9.按照权利要求5的转换器，其特征在于上述第一部分的材料是塑料，它包括由含有下列材料的组中选出的一种材料聚碳酸酯、聚酰胺、聚醛、改性聚苯醚(PPE)，聚酯，聚烯丙基酸酯、不饱和聚酯、酚醛树脂、环氧树脂、聚对苯二甲酸丁二酯，尼龙，聚丙烯、聚氯乙烯、和ABS树脂。
10.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述电力转换电路是和上述第二部分的表面相接触而固定的。
11.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述电力转换电路是离开上述第二部分而安装的。
12.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述电力转换电路是利用固定装置安装到上述第二部分上的。
13.按照权利要求12的转换器，其特征在于上述固定装置是使用螺钉的机械固定或使用胶粘剂或填充剂的固定。
14.按照权利要求1的转换器，其特征在于粘结剂或填充剂是封装在所述保护外壳和电力转换电路之间的。
15.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述电力转换器是一将直流电力转换成交流电力的逆变器。
16.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述电力转换电路是安装在具有金属芯的基板上的。
17.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述电力转换器是一将直流电力转换成具有不同电压的另一直流电力的直流/直流转换器。
18.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述光伏元件含有从包括下列材料的组中选出的一种材料硅半导体，复合半导体，单晶硅，多晶硅，非晶硅，和薄膜多晶硅。
19.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述光伏元件被填充以透明的绝缘部分且包含在上述光伏元件组件的主体中。
20.按照权利要求1的转换器，其特征在于上述绝缘部分是透明的，是从包括下列材料的组中选出的一种材料乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，以及聚乙烯缩丁醛树脂。
21.一种光伏元件组件，其特征在于包括一电力转换器，它包括一将从光伏元件来的输出进行转换并将转换后的输出进行输出的电力转换电路，以及一含有上述转换电路的保护外壳；以及一具有上述光伏元件的光伏元件组件主体，其中所说的保护外壳包括一用于将上述保护外壳固定到具有上述光伏元件的上述光伏元件组件的预定部分上的第一部分；以及一用于固定上述电力转换电路的第二部分，而且上述第一和第二部分是由不同导热率的材料制成的。
22.一种使用光伏元件组件的发电设备，其特征在于包括一电力转换器，它包括一用于将从光伏元件来的输出进行转换并将转换后的输出进行输出的电力转换电路，和一含有上述电力转换电路的保护外壳；以及一具有上述光伏元件的光伏元件组件主体，其中上述保护外壳包括一用于将上述保护外壳固定到具有上述光伏元件的上述光伏元件组件的预定部分上的第一部分；以及一用于固定上述电力转换电路的第二部分，而且上述第一和第二部分是由不同导热率的材料制成的。
23.按照权利要求22的发电设备，其特征在于上述发电设备包括多个光伏元件组件主体，而且上述多个光伏元件组件主体是连接到上述电力转换器上的。
全文摘要
为了改进太阳电池组件中的电力转换器的转换效率,在该组件中含有太阳电池的太阳电池组件主体和用于将从太阳电池组件主体来的输出电力进行转换的电力转换器被集成在一起,一种具有低导热率的材料被用作保护电力转换器的保护外壳的构件(205),该转换器被固定在含有太阳电池的太阳电池组件的主体上,从而可防止热从被加热到高温的太阳电池组件主体方便地传导到电力转换电路(201)。具有高导热率的材料被用作固定电力转换电路(201)的保护外壳的一个构件(206),从而允许在电力变换电路(201)中产生的热易于辐射。
文档编号H01L31/042GK1388636SQ0212166
公开日2003年1月1日 申请日期2002年5月30日 优先权日2001年5月30日
发明者丰村文隆 申请人:佳能株式会社