专利名称：太阳能电池组件连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池组件连接器，更具体地说，涉及具有将太阳能电池组件分路用的二极管的太阳能电池连接器。
背景技术：
连接器用于在太阳能电池组件安装现场串联地连接多个太阳能电池组件。有些类型的这种连接器具有用于将太阳能电池组件分路用的内置的旁路二极管。已经作出各种改进这种连接器的技术尝试，以便减小它们的厚度。例如，日本专利No.3,498,945在其说明书中公开了一种技术，根据该技术，采用未设置保护包装的裸露的裸芯片二极管，当用树脂填充太阳能电池组件连接器箱时，所述裸芯片二极管也被一起包装。但是，根据这种技术，当并联连接了连接器的太阳能电池组件不产生电力时，来自于和该不工作的太阳能电池组件串联连接的其它太阳能电池组件的电流流过与该不工作的太阳能电池组件并联连接的连接器的二极管。在这种情况下，该二极管产生热，但是，所产生的热不能充分地被散热。在专利文献1中公开了试图克服这种缺点的技术。
根据专利文献1中公开的技术，将由绝缘材料制造的箱的内部分成三个彼此平行地并列配置的区域。三个区域中的位于并列的一端的一个是用于太阳能电池组件导线的端子区域，中间的一个是二极管散热板区域，另一端的区域是用于输入/输出电缆的端子区域。在二极管散热板区域的底壁上形成开口，四个矩形的散热板成一列地配置在该开口内。二极管从该列的一端起安装在连续的三个散热板上。每个二极管包括埋入到绝缘模具内的二极管半导体芯片。该半导体芯片的阳极连接到暴露在模具底部上的外部导体上，借助导线将阴极引出该模具。三个二极管的外部导体分别安装到上述三个散热板上，而阴极连接到各个相邻的散热板上，从而将三个二极管串联连接。用于组件导线的端子被配置成使它们的一端位于散热板在太阳能电池组件导线端子区域侧的边缘部，它们的另一端位于太阳能电池组件导线端子区域内。并且，用于输入/输出电缆的端子被配置成它们的一端位于散热板在所述列两端的输入/输出电缆端子区域侧的边缘部，它们的另一端位于输入/输出电缆端子区域内。在这种状态下，用绝缘树脂填充二极管散热板区域，从而将各个二极管埋入到其内。在填充之后，将箱固定到太阳能电池板的后侧，暴露于箱的底壁侧上的散热板经由热传导性的电绝缘片与太阳能电池板接触。太阳能电池组件被相关的太阳能电池组件导线连接到每个太阳能电池组件导线端子上，使每个二极管与太阳能电池组件之一并联连接。输入/输出电缆被连接到输入/输出电缆端子上，从而，可以向各个太阳能电池组件提供电流或者从各个太阳能电池组件导出电流。太阳能电池组件导线被焊接到太阳能电池组件导线端子上，输入/输出电缆也被焊接到输入/输出端子上。然后，将绝缘树脂置于太阳能电池组件导线端子区域中，从而将太阳能电池组件导线和太阳能电池组件导线端子埋入到该树脂内，并且，将绝缘树脂置于输入/输出电缆端子区域内，从而将输入/输出电缆和输入/输出电缆端子埋入到树脂内。
专利文献1JP2005-209971A利用专利文献1所公开的连接器，当一个太阳能电池组件不发电时，来自另一个太阳能电池组件的电流流过与该不发电的太阳能电池组件并联连接的二极管。根据文献1的技术，所产生的热量从散热板经由导热绝缘片散发到太阳能电池板内。为了符合国际电工技术委员会(IEC)2005年4月发布的太阳能电池组件的标准IEC61215，散热板必须很大，导致箱的尺寸增大。这将导致连接器本身的尺寸增大。进而，箱的散热板区域必须用绝缘树脂填充，当大批量生产时，这导致连接器生产率的降低。当将太阳能电池板安装到屋顶上时，太阳能电池组件的温度上升，导致连接到太阳能电池组件上的连接器内的二极管的温度上升。温度的反复上升会导致二极管的机械变形和二极管的电特性的变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄的太阳能电池组件连接器，所述太阳能电池组件连接器具有改善了的可靠性，能够长时间耐久地使用，并具有高的生产率。根据本发明的一个实施例的太阳能电池组件连接器包括二极管组件和组件箱。二极管组件具有设置在其内部的二极管芯片。二极管组件可以具有一个二极管芯片或者多个串联连接的二极管芯片。二极管组件的配置方式为，可以将二极管芯片连接到太阳能电池组件上，并且可以从太阳能电池组件获取电流。从而将其配置成当采用多个二极管组件的串联组合时，可以将每个二极管芯片的两端连接到相关的太阳能电池组件上。组件箱由绝缘材料制成，将二极管组件置于组件箱内。在组件箱上形成导线引入部，用于把用于将二极管芯片连接到太阳能电池组件上的导线和用于从二极管芯片导出电流的导线引导到组件箱内。
从生产率和热传导性的观点出发，希望传递膜塑成型所述二板管组件。
优选地，所述组件箱具有适合于与太阳能电池组件接触的表面，并具有形成在该表面上的开口。二极管组件配合到该开口中。优选地，位于该开口内的二极管组件的表面可以是平坦和光滑的。并且，优选地，位于该开口内的二极管组件的表面和组件箱的其中形成有开口的表面彼此共面。
进而，优选地，组件箱可以具有盖，并且，从安全性和热耗散的观点出发，所述盖优选可以具有与二极管组件面接触的部分。
图1是用于根据本发明的第一个实施例的连接器中的二极管组件的正视图。
图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是根据本发明的第一个实施例的连接器的正视图。
图4是沿着图3的IV-IV线的剖视图。
图5是沿着图3的V-V线的剖视图。
图6是根据本发明的第二个实施例的连接器的正视图。
图7是根据本发明的第三个实施例的连接器的正视图。
具体实施例方式
根据本发明的第一个实施例的太阳能电池组件1包括如图1所示的二极管组件2。该二极管组件2具有多个、例如两个散热板4a和4b。散热板4a和4b是具有1mm或更大的厚度的矩形金属板，并且以它们的长边相互平行配置的方式相互间隔开，在它们之间设有空间绝缘间隙G。旁路二极管、例如薄板二极管芯片6，其阳极6A焊接到散热板4b的表面上。二极管芯片6的阴极6C经由连接导体8连接到散热板4a的表面上。优选地，围绕二极管芯片6的阳极的四个角部形成狭缝。所述狭缝用于将二极管芯片6定位并且分散由二极管芯片6产生的热量造成的热应力。
从每一个散热板4a、4b的短边之一伸出地形成用于连接太阳能电池组件导线的端子10。端子10基本上与散热板4a和4b的短边垂直地向外伸出，适合于连接到太阳能电池组件的导线上。
用于连接到太阳能电池输入/输出电缆上的端子12、12从散热板4a、4b的外侧的长边基本上垂直于所述长边地向外伸出。电缆安装部12a形成在各个端子12的远端。从端子12上的中间位置垂直延伸地形成脊部12b。该脊部12b从端子12的一个侧缘向另一个侧缘延伸。
将散热板4a、4b、二极管芯片6和连接导体8置于模具16内，端子10、10和12、12位于模具6的外部。通过传递模塑成型诸如环氧树脂等合成树脂等绝缘模塑材料，形成模具16。优选地，向该绝缘模塑材料添加具有高热导率的添加剂。由于二极管芯片6是被模塑的，所以表现出良好的防湿性和抗冲击性。进而，传递模塑成型提高了生产率。如图1和图2所示，模具16具有大致长方体的形状，散热板4a、4b位于模具16的底壁16a附近。底壁16a光滑且平坦。沿着与模具16的底壁16a对向的上表面16b的周缘延伸地形成阶梯16c。
如图3所示，二极管组件2被装入到组件箱20内。组件箱20具有底壁20a，围绕该底壁设置有侧壁20b、20c、20d和20e。与底壁20a对向的侧壁20b、20c、20d和20e的边缘限定出开口。组件箱20例如由合成树脂制成。优选地，所述合成树脂具有良好的防水性和良好的导热性，例如，优选采用改性的聚苯撑。优选地，底壁20a具有小的厚度，以便改进散热性。组件箱20的侧壁20b和20c相互平行地配置。二极管组件2设置在组件箱20内，端子10、10位于侧壁20c附近，端子12、12分别位于侧壁20d、20e附近。
在组件箱20的底壁20a上，在与配置二极管组件2的位置相对应的位置处，形成矩形开口22，二极管组件2配合到开口22内。如图4和5所示，配合就位的二极管组件2的模具16的底壁16a的外表面与组件箱20的底壁20a的外表面彼此共面。
由于将事先传递模塑成型的二极管组件2配置在组件箱20内，所以，和把安装在散热板上的二极管芯片配置在各个组件箱内、且在这样的组件箱内放置绝缘材料以便将散热板和二极管芯片嵌入的结构相比，这种结构具有更高的生产率并且更适合于大批量生产。
在底壁20a上与端子10的位置对应的位置处，形成导线导入部，例如，矩形开口24。如图5所示，例如由扁平的矩形电线构成的太阳能电池组件导线25、25经由开口24被导入到组件箱20内，并被焊接到端子10、10上。开口24可以不形成在底壁20a上，而形成在侧壁上，但是，如后面将要描述的那样，优选地，将其形成在底壁20a上，以便在将其安装到太阳能电池组件上时，有利于使连接器1防水。
在与端子12、12的位置对应的位置上，在侧壁20d和20e上形成导线插入部、例如太阳能电池输入/输出电缆插入孔26、26。插入到插入孔26、26内的太阳能电池输入/输出电缆27、27的顶端被焊接到端子12的电缆安装部12a、12a上。并且，在底壁20a上于侧壁20d、20e的附近形成开口28、28。
在底壁20a上，沿着开口22的周围，形成组件位置限制构件、例如爪30a、30b、30b、30c和30c。这些爪30a、30b、30b、30c和30c由与组件箱相同的合成树脂构成，并具有弹性。如图5所示，爪30a在靠近侧壁20b的位置处与模具16上的阶梯16c配合，将二极管组件2沿开口24的方向推压，并且由于二极管组件的重量而弯曲，从而防止二极管组件2向底壁20a的相反方向运动。爪30b、30b在靠近开口24的位置处与模具16的阶梯16c配合，以便防止二极管组件2沿着朝向侧壁20b和20c的方向运动。爪30c、30c在靠近各个侧壁20d和20e的位置处与模具16的阶梯16c配合，以便防止二极管组件2向侧壁20d和20e运动。
如图5所示，组件箱20用绝缘填充剂32填充，从而将端子10、太阳能电池组件导线25、25、端子12和太阳能电池输入/输出电缆27、27埋入其中，而不覆盖模具16的上表面16b。为了图示的简单起见，在图3和4中没有表示出绝缘填充剂32。因为端子10和太阳能电池组件导线25被埋入到绝缘填充剂32内，所以，它们是防水的，并且防止其在组件箱20内移动。
位于与组件箱20的底壁20a相反的位置上的开口被绝缘材料、例如具有良好的导热性的绝缘材料的盖34覆盖。盖34具有与二板管组件2的模具16的上表面16b面接触的接触部34a。如图4和5所示，优选地，接触部34a与模具16的整个上表面面接触。通过接触部34a如前面所述的那样进行面接触，在盖34和模具16之间不形成空气层，从而，热量可以从二极管组件2通过盖34发散。如图4和5所示，为了节省用于盖34的材料的量，并确保良好的散热性，优选地，盖34在对应于模具16的上表面的部分中凹入。为了避免复杂性，在图3中没有表示出盖34。
在二极管组件2配合到组件箱20上的开口22内、太阳能电池输入/输出电缆27、27连接到端子12、12上的状态下，将连接器1运送到太阳能电池组件(未示出)的安装现场。在安装现场，太阳能电池组件的太阳能电池组件导线25、25通过开口24插入到组件箱20内，并且焊接到端子10、10上。将粘结剂涂敷到太阳能电池组件的将要安装连接器1的部位上，将组件箱20的底壁20a和模具16的底壁16a压到粘结剂上。在这种状态下，由于组件箱20的底壁20a的外表面和模具16的外表面16a彼此共面，并且与太阳能电池组件接触，并且，由于模具16的底壁16a是平坦且平滑的，所以，模具16的底壁16a与太阳能电池组件紧密接触。在放置绝缘填充剂32之后，将盖34安装到组件箱20的开口上，从而，接触部34a能够与模具16的上表面16a接触。
由于在这种状态下使用连接器1，所以，当二极管芯片6中发热时，热量从散热板4a和4b经由模具16被传导到太阳能电池组件。由于如前面所述那样被传递模塑成型的模具16与太阳能电池组件紧密接触，所以，可以很好地从二极管芯片6散热。而且，由于盖34的接触部34a与模具16的上表面接触，所以，热量也通过盖34散发。从而，作为组件箱20无需使用大尺寸的箱，也可以达到很好的散热。
根据本发明的第二个实施例的连接器1a示于图6。连接器1a采用多个、例如4个散热板40a、40b、40c和40d。二极管芯片60a、60b和60c的阳极分别连接到散热板40b、40c和40d上。二极管芯片60a、60b和60c的阴极分别被各个连接导体80连接到相邻的散热板40a、40b和40c上。端子100和每个散热板40a、40b、40c和40d成一整体地形成，端子120、120分别形成在相对地配置的最外面的散热板40a和40d上。端子100和第一个实施例的端子10相同，端子120也和第一个实施例的端子12一样。和第一个实施例一样，散热板40a、40b、40c和40d被模塑在模具160内。模具160置于其内的组件箱200，具有和第一个实施例的组件箱20相同的结构。对于和第一个实施例中使用的等效的部分，使用相同的参考标号，并省略其说明。
根据第二个实施例的连接器1a的邻接两个端子100适合于连接到三个串联地连接的太阳能电池组件(未示出)的每一个的各自的端部上，借此，三个太阳能电池组件的每一个由二极管芯片60a-60c中单独的一个并列地连接。连接器1a的散热板40a-40d形成为具有相同的尺寸，但是，在散热板40a上不配置二极管芯片，因此，通过散热板40a-40d散发的热量是不相等的。从而，优选地，以这样的形式形成散热板即，其上安装有二极管、向周围散热最少、并且因此如果不对其采取措施就会变得很热的散热板，具有最大的宽度；其上安装有二极管、可以向周围散发更多的热量的散热板，依次具有更小的宽度；其上没有安装二极管、可以很容易散热的散热板，具有最小的宽度；借此，各个散热板可以具有低于预定温度的最高温度，并仍然具有较小的尺寸。换句话说，优选地，散热板40a-40d的宽度相互不同，使得散热板40c的宽度≥散热板40d的宽度≥散热板40b的宽度≥散热板40a的宽度。
图7表示根据本发明的第三个实施例的连接器1b。根据本实施例，组件箱200具有类似于上述两个实施例的底壁200a，以及围绕底壁200a的侧壁200b、200c、200d和200e。侧壁200d和200e从其中间点转向朝着二极管组件2延伸，然后与二极管组件2的两侧接触。从而，不设置位置限定爪30c。二极管组件2也与侧壁200c接触。二极管组件2，除了与端子10等效的端子210转向分别朝着侧壁200d和200e延伸、以及太阳能电池输入/输出电缆27连接到延长部分210a上之外，具有和实施例的二极管组件基本上相同的结构。由于这种结构，不使用和端子12等价的部件。太阳能电池输入/输出电缆插入孔260a形成在侧壁200d和200e的向二极管组件2延伸的部分的外部。用绝缘填充剂(未示出)填充组件箱200a，从而，可以将端子210、太阳能电池组件导线25和太阳能电池输入/输出电缆27埋入到绝缘填充剂内。由于连接器1b的其余部分和第一个实施例相同，所以，赋予它们和第一个实施例相同参考标号，省略其详细说明。
根据第一个实施例，开口22、24和28形成在组件箱20的底壁20a上，但是，如果将底壁20a形成为具有可以将热量从散热板4a和4b通过底壁20a传导到太阳能电池组件上的厚度的话，则可以省略开口22、24和28。对于其它实施例，情况也是一样。可以将根据第二个实施例的连接器改型成根据第三个实施例的连接器的形式。
权利要求
1.一种太阳能电池组件连接器，包括包含内置二极管芯片的二极管组件，所述二极管组件配置成将所述二极管芯片连接到太阳能电池组件上，并且能够从所述太阳能电池组件中获取电流；以及由绝缘材料构成的组件箱，用于将所述二极管组件装在其中，所述组件箱设有导线导入部，所述导线导入部用于导入将所述二极管芯片连接到所述太阳能电池上的导线和从所述二极管芯片获取电流的导线。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件连接器，其特征在于所述二极管组件是传递模塑成型的。
3.如权利要求2所述的太阳能电池组件连接器，其特征在于所述组件箱具有适合于与所述太阳能电池组件接触的表面，形成在所述表面上的开口，所述二极管组件的一个表面通过所述开口露出并配合到所述开口中。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的太阳能电池组件连接器，其特征在于所述二极管组件的配合到所述组件箱上的所述开口内的所述表面平坦且平滑地形成。
5.如权利要求4所述的太阳能电池组件连接器，其特征在于所述组件箱的形成有所述开口的表面和所述二极管组件的配合到所述组件箱上的所述表面中的所述开口内的表面是彼此共面的。
6.如权利要求1至4中任何一项所述的太阳能电池组件连接器，其特征在于所述组件箱具有盖，所述盖具有与所述二极管组件面接触的部分。
全文摘要
本发明的课题是提供一种薄的太阳能电池组件连接器，所述连接器具有改进的可靠性、长的耐用性，并具有高的生产率。其解决方案为二极管芯片6配置在二极管组件2内。二极管组件2是传递模塑成型的。二极管组件2配合到组件箱20上的开口22中。
文档编号H01L31/042GK101088170SQ20058004420
公开日2007年12月12日 申请日期2005年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者青山雅洋, 松吉胜信, 齐藤晃一, 稻见和则 申请人:株式会社三社电机制作所, 友利康电子股份有限公司