JP2001168368A - 端子ボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイパスダイオードの放熱性が維持され、高
温環境下においても所定のダイオード容量が確保される
端子ボックスを提供せんとする。 【解決手段】 バイパスダイオードとして薄型ベアチッ
プ２を用い、それぞれ中継端子に固着され且つ互いに対
向して中継端子間に延出する二枚一組の導電性金属薄板
の重合部３１に前記薄型ベアチップを挾装してなるバイ
パス回路構成体７を備え、当該バイパス回路に所定の必
要電流量が通電する際、少なくとも（Ａ）日光、瓦温度
等の影響に基づくベアチップ周囲温度の変化、（Ｂ）通
電による発熱に基づくベアチップの自己温度上昇、
（Ｃ）上下電極層に接合している各導電性金属薄板を介
した熱伝導に基づくベアチップの放熱温度降下、の各温
度変化要素を総合したベアチップの表面温度が熱破壊温
度以下となるように、各導電性金属薄板における断面積
及び電極層に対する接合面積をそれぞれ設定してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電システ
ムに好適な太陽電池モジュールの出力部を構成する端子
ボックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年普及している太陽光発電システム
は、住宅等の屋根の上に配列設置される複数の太陽電池
モジュールから構成され、図１７に示すように、所定個
数の太陽電池モジュール１００、…をその裏面側出力部
１１０を介して互いに直列接続し且つ当該直列接続の始
端及び末端に位置する各太陽電池モジュールをそれぞれ
屋内へ延びる引込みケーブル１４０、１４０に接続して
なる直列一系統が多数連設されたものであり、屋内のイ
ンバータを通じて商用電力系統と連系し、屋内の電気配
線に供給されるシステムが一般的である。

【０００３】太陽電池モジュール１００としては、図１
８に示すように、太陽電池１２０、該太陽電池を支持す
る支持台１３０、太陽電池１２０の裏面側に設けた出力
部１１０を構成する端子ボックス１０１、及び該端子ボ
ックスより延出する互いに極性の異なる二本の出力ケー
ブル１０６、１０６より為るものがあり、各出力ケーブ
ル１０６をそれぞれ前記支持台１３０の挿通溝１３０ａ
及び図示しない棟側モジュールの挿通溝を介し軒側及び
棟側に延出させることで、隣接する他のモジュールの出
力部又は上記した引込みケーブル１４０に接続されてい
る。

【０００４】これら太陽電池モジュールの出力部を構成
する端子ボックス１０１は、特開平１１−０２６０３５
号公報にも開示されている如く、例えば図１９に示す内
部構造を有している。

【０００５】すなわち、太陽電池裏面側に当接する底壁
１５２の所定部位において当該太陽電池の裏面側に突設
した出力取出用電極材を挿通するための挿通口１０５ａ
を備えた箱状の筐体１０５内部に、二個の中継端子１０
４、１０４が左右対称で配置され、各中継端子１０４の
基端側には筐体外部へ延出する上記出力ケーブル１０６
が接続されている。各中継端子１０４、１０４の間には
バイパスダイオード１０２が接続され、太陽電池を構成
する複数のセルの一部が影になっているときや夜間など
に、該モジュールへ逆方向電流が流入することを未然に
阻止するバイパス回路が構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、中継端子１
０４、１０４間に接続されるバイパスダイオード１０２
は、従来から樹脂封止によりパッケージングされた汎用
のダイオードが用いられており、中継端子１０４との具
体的な接続形態は、該パッケージング内でダイオードの
電極層にワイヤボンディングした導電性の細線と、これ
に連接して中継端子１０４に直接はんだ付されるリード
線１２１を介して行われているが、住宅等の屋根上に設
置される太陽電池モジュールの裏面側では、昼夜や季節
等の変化による温度差が約−４０℃〜９０℃と大きく、
夏の昼間では８０℃を超える高温環境となるため、上記
のような接続形態のバイパスダイオードでは、該ダイオ
ードに発生した熱を細線及びリード線を通じて充分に放
熱させることができず、特に高温環境下においては、期
待されるダイオードの特性が確保されず、必要なバイパ
ス機能が発揮されないばかりか、上昇した熱エネルギに
よりダイオードが断線若しくは破壊されるといった問題
も有していた。

【０００７】本発明は係る現況に鑑み為されたものであ
り、バイパスダイオードの放熱性が維持され、高温環境
下においても所定のダイオード容量が確保される端子ボ
ックスを提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は前述の課題を
解決するにあたり鋭意検討を進めた結果、薄型ベアチッ
プのバイパスダイオードを各導電性金属薄板の間に挾装
することで、当該ベアチップと導電性金属薄板との間に
充分な接触面積が維持され、ベアチップに生じた熱が導
電性金属薄板を通じて速やかに放熱されること、及び前
記導電性金属薄板の断面積及び前記接触面積を適宜設定
することで、夏場等の高温環境下においてもベアチップ
に所定の必要電流量が通電可能となり、バイパス機能を
確実に維持できることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【０００９】すなわち本発明は、太陽電池の出力取出用
電極材が挿通される挿通口を有した筐体の内部に、前記
電極材が電気的に接続される接続部を備えた複数の中継
端子、及びこれら中継端子間に接続される単又は複数の
バイパスダイオードを配設した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、前記バイパスダ
イオードとして薄型ベアチップを用い、それぞれ中継端
子に固着され且つ互いに対向して前記中継端子間に延出
する二枚一組の導電性金属薄板の重合部に前記薄型ベア
チップを挾装してなるバイパス回路構成体を備え、当該
バイパス回路に所定の必要電流量が通電する際、少なく
とも下記（Ａ）〜（Ｃ）： （Ａ）日光、瓦温度等の影響に基づくベアチップ周囲温
度の変化 （Ｂ）通電による発熱に基づくベアチップの自己温度上
昇 （Ｃ）上下電極層に接合している各導電性金属薄板を介
した熱伝導に基づくベアチップの放熱温度降下 の各温度変化要素を総合したベアチップの表面温度が熱
破壊温度以下となるように、各導電性金属薄板における
断面積及び前記電極層に対する接合面積をそれぞれ設定
してなる端子ボックスを提供する。

【００１０】このような端子ボックスは、中継端子間に
延出する導電性金属薄板の重合部に薄型ベアチップのバ
イパスダイオードを挟装した構成であるため、前記ベア
チップに発生した熱は、上下電極層に接合している導電
性金属薄板等を介した熱伝導により速やかに放熱される
とともに、上記（Ａ）〜（Ｃ）の各温度変化要素に基づ
いて導電性金属薄板の断面積及び接合面積が設定されて
いるため、端子ボックス設置環境の急激な温度変化にも
拘らず、前記導電性金属薄板を介した優れた放熱性が維
持され、バイパス回路に必要電流量を通電するベアチッ
プのバイパス機能が確実に維持される。

【００１１】ここで、温度変化要素（Ｂ）と温度変化要
素（Ｃ）を総合したバイパス回路通電時のベアチップの
表面温度変化が、電流量１Ａ当たり１７℃以下の温度上
昇である端子ボックスでは、夏場等の高温環境下におい
ても充分なバイパス機能が維持される。

【００１２】また、バイパスダイオードを配設した後、
筐体内部にポッティング材が注入される端子ボックスで
あって、温度変化要素（Ｃ）に前記ポッティング材によ
る熱伝導を考慮してなる端子ボックスでは、該ポッティ
ング材を通じた放熱作用が加算されるため、温度変化要
素（Ｃ）のベアチップの放熱温度降下が大きくなり、特
にポッティング材として熱伝導性に優れたシリコン樹脂
を用いれば、より効果的である。

【００１３】さらに、前記導電性金属薄板として熱伝導
率の大きい銅板を用いれば、温度変化要素（Ｃ）である
当該導電性金属薄板を介したベアチップの放熱温度降下
が大きくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を添付図面
に基づき詳細に説明する。図１は、本発明における太陽
電池モジュール出力部１０の全体構成を示しており、図
１〜１４は本発明に係る端子ボックスの代表的実施形態
を示し、図中符号１は端子ボックス、２はベアチップ、
３ａ、３ｂは導電性金属薄板をそれぞれ示している。

【００１５】本発明に係る端子ボックス１は、図１及び
図２に示すように、太陽電池の出力取出用電極材、例え
ば、太陽電池のプラス電極とマイナス電極にそれぞれ結
線した二本のリード線が挿通される挿通口５ａを有する
筐体５の内部に、前記電極材がはんだ付等の接合手段に
よって電気的に接続される接続部４１を備えた複数の中
継端子４、４、並びに、これら中継端子４、４間に接続
されるバイパスダイオードを配設した太陽電池モジュー
ルの出力部１０を構成する端子ボックス１であって、バ
イパスダイオードとして薄型ベアチップ２を用い、それ
ぞれ中継端子４に固着され且つ互いに対向して中継端子
４、４間に延出する二枚一組の導電性金属薄板３ａ、３
ｂの重合部３１に、前記ベアチップ２を挾装してなるバ
イパス回路構成体７を備えることで、ベアチップ２に発
生した熱が、該ベアチップに対し広範囲な接触面積を有
する導電性金属薄板３ａ、３ｂや中継端子４等を通じた
熱伝導により速やかに放熱され、更に、図３の簡略図に
示す各導電性金属薄板３ａ、３ｂの断面積Ｓ₁及び前記
電極層に対する接合面積Ｓ₂を以下に示すように設定す
ることで、端子ボックス設置環境の急激な温度変化にも
拘らず、前記導電性金属薄板３ａ、３ｂを介した優れた
放熱性が維持され、バイパス回路に必要電流量を通電す
るベアチップ２のバイパス機能が確実に維持された端子
ボックスである。

【００１６】すなわち、本発明における導電性金属薄板
３ａ（３ｂ）の断面積Ｓ₁及び接合面積Ｓ₂は、バイパス
回路構成体７で形成されるバイパス回路に所定の必要電
流量が通電した場合に、少なくとも下記（Ａ）〜
（Ｃ）： （Ａ）日光、瓦温度等の影響に基づくベアチップ周囲温
度の変化 （Ｂ）通電による発熱に基づくベアチップの自己温度上
昇 （Ｃ）上下電極層に接合している各導電性金属薄板を介
した熱伝導に基づくベアチップの放熱温度降下 の各温度変化要素を総合したベアチップ２の表面温度
が、当該ベアチップ２の熱破壊温度以下となるように設
定される。

【００１７】温度変化要素（Ａ）のベアチップ周囲温度
は、太陽電池モジュールが稼動しており且つバイパス回
路が非通電状態のときのベアチップ表面温度であり、上
記日光及び瓦温度の影響以外に、気温や、筐体を含む端
子ボックス各部の素材特性、構造、太陽電池モジュール
の動作温度等に影響を受ける。

【００１８】温度変化要素（Ｂ）の自己温度上昇は、太
陽電池モジュールの容量等に応じて適宜選択される個々
のベアチップの発熱特性に基づくものである。

【００１９】温度変化要素（Ｃ）の放熱温度降下は、ベ
アチップ２の上下電極層に接合される各導電性金属薄板
３ａ、３ｂを介した熱伝導に基づくものであり、導電性
金属薄板３ａ、３ｂの熱伝導率、比熱、断面積Ｓ₁、接
合面積Ｓ₂、長さＬ等により特定される。

【００２０】そして、温度変化要素（Ｂ）と温度変化要
素（Ｃ）を総合したバイパス回路通電時におけるベアチ
ップ２の表面温度変化は、当該ベアチップ２の発熱量、
前記導電性金属薄板３ａ、３ｂその他部材の熱伝導率、
比熱等を用いた周知な熱伝導の微分方程式に基づく解析
的方法や、差分法、有限要素法等の数値解法、その他の
解法により予測することが可能であり、この表面温度変
化が、電流量１Ａ当たり１７℃以下の温度上昇となるよ
うな上記断面積Ｓ₁、接合面積Ｓ₂を設定することで、夏
場等の高温環境下においても充分なバイパス機能を維持
する端子ボックスが構成されるのである。

【００２１】以下に各部の構成を更に詳しく説明する。

【００２２】中継端子４は、平面視略長方形状の長尺な
金属製板状部材で構成されており、筐体底部の挿通口５
ａに臨む先端側４３に余備はんだが上面に添着される接
続部４１を設け、且つ、他方の基端側４４に芯線をカシ
メ止めすることで出力ケーブル６を接続した後、図４に
示すように、筐体底壁５２から上方に突設した取付け突
起９３及び位置決め突起９４を、対応する取付け孔４
５、４６にそれぞれ挿通した上、取付け突起９３に圧着
リング１４を装着することで、当該中継端子４を底壁５
２に係止するとともに、出力ケーブル６、６は、筐体底
部から当該出力ケーブルの延出方向に沿って突設されて
いる固定基台５６とこれに上方から嵌合する固定部材５
７との間に挾扼した上、前記固定基台５６、固定部材５
７及び出力ケーブル６、６の外皮を互いに超音波溶着で
筐体５と一体に固定することにより、前記中継端子４と
共に筐体５内部に配設される。

【００２３】尚、中継端子４と出力ケーブル６との接続
手段は、前記カシメ止めした上から更にスポット溶接を
施すことや、出力ケーブルを中継端子にネジ止めするこ
とも好ましく、また、中継端子４を筐体５内部に配する
手段は、前記圧着リング１４の代わりに取付け突起９３
先端を超音波等で溶融して大径化することや、ネジ止め
することも好ましく、また、出力ケーブル６を筐体５に
固定する手段は、該ケーブルを挾扼した固定基台５６及
び固定部材５７をネジ止めすることや、クランプにより
直接筐体に固定することも好ましい。

【００２４】出力ケーブル６、６の先端には、プラグ若
しくはソケットを内装した防水コネクタ６１、６２が設
けられており、これら出力ケーブル６、６は前記防水コ
ネクタを介して隣接する太陽電池モジュールの出力ケー
ブル又は引込みケーブルに結線される。

【００２５】薄型ベアチップ２のバイパスダイオード
は、例えば、Ｎ型シリコンウエハの表面に拡散処理によ
りＰ型層を形成し、表面に格子状の凹溝をエッチング形
成して、該凹溝に現出しているＰＮ接合部にガラスパシ
ベーションを施した後、該凹溝で画設されたダイオード
素子及びウエハ裏面に電極層を形成するとともに、該凹
溝に沿って複数に分離して得られるメサ型ダイオードチ
ップが用いられている。この薄型ベアチップのＰＮ接合
部における接合部温度は約１５０℃で、この接合部温度
が当該ベアチップ２の熱破壊温度となる。したがって、
バイパス回路構成体７の作製に際しては、各導電性金属
薄板３ａ、３ｂの断面積及びベアチップ上下の電極層に
対する接合面積を、上述の各温度変化要素（Ａ）〜
（Ｃ）を総合したベアチップの表面温度が１５０℃以下
となるように設定するのであり、本実施形態では、図５
に示すように、周囲にガラスパシベーション層を被覆し
た薄型ベアチップ２の上下各電極層の略全面にわたっ
て、無酸素銅からなる厚み約０．２ｍｍの各導電性金属
薄板３ａ、３ｂの一端側がそれぞれ接合され、二枚一組
の導電性金属薄板３ａ、３ｂ及び薄型ベアチップ２から
なるバイパス回路構成体７が筐体外で迅速且つ確実に構
成される。尚、各導電性金属薄板３ａ、３ｂは、銅以外
に熱伝導性に優れたアルミニウムや、金、銀の単体又は
合金が好適に使用できる。

【００２６】各電極層の形状は、アノード電極側が２．
４５×２．４５ｍｍ、カソード電極側が２．７×２．７
ｍｍの略正方形で、これら電極層に接合される各導電性
金属薄板の重合部における幅は、アノード電極側の薄板
３ａが２．３ｍｍ、カソード電極側の薄板３ｂが４．０
ｍｍで、クリームハンダ等のろう接合金８を介し、それ
ぞれ電極層の略全面を保持しており、アノード電極側の
接合面積Ｓ₂が約５．６ｍｍ²、カソード電極側の接合面
積が約１７．３ｍｍ²にそれぞれ設定されている。

【００２７】このように、導電性金属薄板３ａ、３ｂと
その重合部３１に挟装した薄型ベアチップ２のバイパス
ダイオードとから構成されるバイパス回路構成体７は、
上述の優れた放熱性以外に、樹脂封止されていない分、
従来のバイパスダイオードに比べて薄肉となり、筐体を
よりコンパクト化できるといった効果を奏している。た
だし、本発明はこのような構造に限定されるものではな
く、重合部３１の周囲を樹脂封止でパッケージングして
おくことで、当該バイパス回路構成体の組み付け時の作
業性や放熱性をさらに高め、且つ、後述の保護リブと同
様、薄型ベアチップ２のバイパスダイオードに、はんだ
こて、工具その他の物体が直接当たり、熱ダメージや破
損を与えることを未然に防止することも好ましい。

【００２８】上記中継端子４、４を配設する際に、位置
決め突起９４が挿通される取付け孔４６は、何れか一方
の中継端子４の長手方向中央部に対して基端側４４寄り
に穿設されており、既にこれら中継端子４、４並びに出
力ケーブル６が配設された筐体５内に、バイパス回路構
成体７を組み付ける際には、図６に示す如く、前記取付
け孔４６を貫通して中継端子４上方へ突出した位置決め
突起９４を、一方の導電性金属薄板３ｂに穿設される位
置決め孔３４に係合することで、中継端子４、４の上面
間に位置決めされた状態で容易且つ迅速に橋渡され、且
つ各導電性金属薄板３ａ、３ｂを中継端子４の上面には
んだ付で固着することで、当該バイパス回路構成体７の
橋渡し方向を誤ることなく、中継端子４、４の各基端寄
りに接合される。

【００２９】バイパス回路構成体７における導電性金属
薄板３ａ、３ｂの側縁部には、筐体５の底壁５２から当
該導電性金属薄板３よりも上方に起立する複数対のリブ
９、…が当該側縁部に沿って付設されており、詳しく
は、図２に示したように、各導電性金属薄板３ａ、３ｂ
の端側７１ａ、７１ｂ両側縁に沿って付設した二対の規
制リブ９１ａ、９１ｂ、並びに、ベアチップ２が挟装さ
れている重合部３１両側縁に沿って付設した一対の保護
リブ９２が、それぞれ付設されている。

【００３０】ここで、規制リブ９１ａ、９１ｂは、バイ
パス回路構成体７を中継端子４、４の上面間に橋渡しす
る際、当該リブ間に導電性金属薄板３の端側７１ａ、７
１ｂをそれぞれ挟入することで、該導電性金属薄板３の
位置決め手段として機能し、当該バイパス回路構成体７
の組み付け作業を容易且つ迅速にするものであり、さら
に詳しくは、一方の導電性金属薄板における重合部を構
成しない端側７１ａに、中継端子４の外側に延出する幅
狭部３５を予め形成しておき、該幅狭部３５をこれに対
応する規制リブ９１ａの間に挟入することで、橋渡し方
向を誤ることなく組み付けできる。

【００３１】また、保護リブ９２は、同じくバイパス回
路構成体７を中継端子４、４の上面間に橋渡しする際、
当該リブ間に重合部３１を挟入することで、橋渡したバ
イパス回路構成体７と中継端子４との接合、または後述
の出力取出用電極材と中継端子４との接合に用いるはん
だこて等の加熱手段が重合部３１に直接接触すること
や、当該バイパス回路構成体７を筐体内に組み込んだボ
ックス本体１１を移送する際、工具その他の物体が重合
部３１に直接衝撃を与えることなどを回避し、バイパス
ダイオードの熱ダメージや衝撃による破損を未然に防止
するものである。

【００３２】尚、筐体内には、規制リブ９１ａ、９１ｂ
及び保護リブ９２以外に、他のリブを設けても良いが、
これらリブは、前記バイパス回路構成体その他の部材と
筐体底壁との間などにポッティング材が隙間なくスムー
ズに充填されるよう、導電性金属薄板３ａ、３ｂの延出
方向、すなわち規制リブ９１ａ、９１ｂ又は保護リブ９
２に対して平行に設けておくことが好ましい。

【００３３】筐体５の内部に設けるバイパスダイオード
の個数は、太陽電池モジュールの容量等に応じて適宜決
定され、例えば二つのバイパスダイオードを中継端子
４、４間に並列接続するときには、図７に示すように、
当該中継端子４、４の上面間に上記したバイパス回路構
成体７を二本隣接して平行に橋渡し且つ接合すれば良
い。このように複数のバイパス回路構成体７を並列接続
すれば、通電時の電流量が分散され、上述した温度変化
要素（Ｂ）の各ベアチップの発熱による自己温度上昇を
抑えることが可能となる。

【００３４】また、バイパス回路構成体７を構成してい
る各導電性金属薄板３ａ、３ｂは、扁平な板状体で且つ
長手方向に略真直な形状を有しているが、昼夜等の温度
変化に起因する熱膨張により前記導電性金属薄板が伸縮
を繰り返し、その重合部３１に挟装した薄型ベアチップ
２のバイパスダイオードに大きな剪断力が生じる可能性
があるため、特に中継端子４、４間の離間距離が大き
く、各導電性金属薄板３の延出寸法が大きくなる場合に
は、図８の（ａ）、（ｂ）に例示するように、該導電性
金属薄板３ａ、３ｂの延出方向に沿った全体又は一部
に、湾曲した部位３２又は屈曲した部位３３を設けたも
のも好ましい。

【００３５】本実施形態に係る端子ボックス１は、筐体
５の上端開口部５３に嵌装される蓋体５１を備えてお
り、上記の如く、中継端子４、４の上面間にバイパス回
路構成体７を橋渡し且つ接合してなるボックス本体１１
は、挿通口５ａを介して出力取出用電極材を筐体内部に
挿通した状態で、ネジや接着剤、粘着剤等により太陽電
池裏面側に固定され、前記電極材を中継端子４の接続部
４１に接続した後、図９に示すように、これら電極材１
２、バイパス回路構成体７、及び中継端子４、４が収装
され且つ隔壁５４で囲繞された筐体内の所定空間５５
に、エポキシ樹脂やポリウレタン、シリコン樹脂等から
なるポッティング材１３を注入、充填することで、各部
材及びその接続部分を気密に封止した上、前記蓋体５１
により上端開口部５３を閉塞して端子ボックス１の組み
立てが完了される。

【００３６】前記ポッティング材１３は、筐体５の内部
に配する各部材及び接続部分を気密に封止することで、
湿気や雨水、埃等の浸入を防ぎ、その腐食や劣化、衝撃
による破損を防止しつつ絶縁性を維持するものであり、
前記ポッティング材として特に熱伝導性に優れたものを
採用すれば、重合部３１の上下に充填される当該ポッテ
ィング材を通じて、ベアチップ２の放熱性をより高める
ことができる。

【００３７】そして、このような端子ボックス１におい
ては、図１０に示すように、ベアチップ２で発熱した熱
が、ベアチップ２の上下電極層に熱接触している導電性
金属薄板３ａ、３ｂ、各薄板３ａ（３ｂ）に熱接触して
いる中継端子４とポッティング材１３、及びこれに熱接
触している出力ケーブルや筐体５を伝熱部材とした熱流
路を仮定することで、上述した温度変化要素（Ｂ）と温
度変化要素（Ｃ）を総合してなるバイパス回路通電時の
ベアチップ表面温度が予測できるのである。

【００３８】尚、上記ポッティング材１３は必ずしも必
要ではなく、この場合には図１１に示すように、ベアチ
ップ２で発熱した熱が、ベアチップ２の上下電極層に熱
接触している導電性金属薄板３ａ、３ｂ、各薄板３ａ
（３ｂ）に熱接触している中継端子４及び各中継端子４
に熱接触している出力ケーブルや筐体５を伝熱部材とし
た熱流路を仮定することで、同じくベアチップ表面温度
が予測できる。

【００３９】また、中継端子間に延出した二枚一組の導
電性金属薄板３、３及びその重合部３１に挟装された薄
型ベアチップ２のバイパスダイオードからなるバイパス
回路構成体７は、筐体底壁５２より上方に浮いた状態に
設けられているが、本発明はこのように下方に空間を設
けた構造に限定されるものではなく、図１２に示すよう
に、薄型ベアチップ２を挟装している重合部３１の下面
を筐体底壁５２に密着させ、該底壁５２を通じて放熱性
の向上を図るものも好ましい。この場合、導電性金属薄
板３ａから筐体底壁５２への熱流路が追加され、ベアチ
ップの放熱効果が向上する。

【００４０】端子ボックスの他の例として、例えば図１
３及び図１４に示すように、前記中継端子４に出力取出
用電極材１２を接続する接続部４１、導電性金属薄板３
を固着する固着部及びその近傍部を除いた当該中継端子
４全体と、該中継端子４の基端側に接続され、筐体５外
部に延出する出力ケーブル６とを、筐体５と一体的に成
形してなる端子ボックス１’も好ましく、筐体底壁５３
にはポッティング材の充填により気密に封止すべき接続
部４１及び固着部を囲繞する隔壁５４’が立設されてい
る。

【００４１】このような端子ボックス１’のボックス本
体１１は、筐体５を成形する際に、中継端子４とこの基
端側に既に接続した出力ケーブル６とを金型内にインサ
ートして、当該筐体５と一体的に射出成形して作製さ
れ、上述の端子ボックス１において必要な中継端子４及
び出力ケーブル６を筐体に固定するための取付け突起９
３や取付け孔４５、圧着リング１４、固定部材５７等が
不要となり、部品点数が少なく組立工程が簡略化される
とともに製造コストが大幅に低減される。また、隔壁５
４’で囲繞される空間は、上述の端子ボックス１の隔壁
５４で囲繞される空間５５に比べ、中継端子基端側４４
における出力ケーブル６との接続部分を含まない分だけ
小さくなり、充填するポッティング材の使用量も低減さ
れるのである。

【００４２】

【実施例】次に、本発明に係る端子ボックスと従来の端
子ボックスとを比較する。

【００４３】実施例１は上記代表的実施形態に示すよう
に、メサ型ベアチップPTD27K（パワード有限会社製）の
上下電極層の略全面に厚さ０．２ｍｍの銅板３ａ、３ｂ
をそれぞれ接合したバイパス回路構成体７を備え、内部
にポッティング材としてシリコン樹脂を封入した端子ボ
ックス１、実施例２は、同じくバイパス回路構成体７を
備え、内部にポッティング材を封入しない端子ボックス
１、比較例１と比較例２は、それぞれ１０Ａ、２０Ａ用
のバイパスダイオードFSF10A60、FSKF20A（何れも日本
インター株式会社製）を用いた図１９に示す従来からの
端子ボックス１０１である。

【００４４】図１５は、実施例１及び実施例２の各端子
ボックスにおいて、ベアチップに通電される電流量と、
そのときにベアチップの表面で実測される上昇温度との
関係を示すグラフであり、上述の温度変化要素（Ｂ）及
び（Ｃ）を総合したベアチップ表面温度変化の実測値に
基づいている。図１６は、上記実施例１、実施例２、比
較例１、比較例２の各端子ボックスにおいて、周囲温度
と該周囲温度で通電可能な電流量との関係を示すグラフ
である。

【００４５】図１５のグラフから分かるように、本発明
に係る実施例１の端子ボックス１は電流量１Ａ当たり約
１１℃の温度上昇、実施例２の端子ボックス１は電流量
１Ａ当たり約１４℃の温度上昇で、何れも上昇温度１７
℃以下を満たしている。また、端子ボックス内部にシリ
コン樹脂を封入した実施例１が、封入していない実施例
２に比べて温度上昇が抑制されており、シリコン樹脂の
封入でベアチップの放熱が促進されることが分かる。

【００４６】そして、図１６のグラフによれば、周囲温
度が８０〜９０℃以上となる夏場等においては、比較例
１のバイパスダイオードに流れる電流量が約１．０７Ａ
以下、比較例２のバイパスダイオードに流れる電流量が
約１．３７Ａ以下となり、充分なバイパス機能が維持さ
れないのに対し、実施例１のベアチップでは、周囲温度
が約１０７℃で電流量４Ａ、実施例２のベアチップで
は、周囲温度９４℃で電流量４Ａが確保され、周囲温度
９０℃以上となる高温環境下においても充分なバイパス
機能を発揮することが分かる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１記載の端子ボックスによれば、
中継端子間に延出する導電性金属薄板の重合部に薄型ベ
アチップのバイパスダイオードを挟装した構成であるの
で、前記ベアチップに発生した熱が、上下電極層に接合
している導電性金属薄板等を介した熱伝導により速やか
に放熱されるとともに、当該バイパス回路に所定の必要
電流量が通電する際、常にバイパス回路が機能するよう
に導電性金属薄板の断面積及び接合面積が設定されてい
るので、端子ボックス設置環境の急激な温度変化にも拘
らず、ベアチップのバイパス機能が確実に維持される。

【００４８】請求項２記載の端子ボックスによれば、バ
イパス回路通電時の薄型ベアチップの表面温度変化が、
電流量１Ａ当たり１７℃以下の温度上昇であるので、夏
場等の高温環境下でも充分なバイパス機能が維持され
る。

【００４９】請求項３記載の端子ボックスによれば、ポ
ッティング材を通じた放熱作用が加算されてベアチップ
の放熱温度降下が大きくなるので、例えば導電性金属薄
板の断面積をより小さくすることで端子ボックス全体の
コンパクト化を図ることも可能となる。

【００５０】請求項４記載の端子ボックスによれば、前
記ポッティング材として熱伝導性に優れたシリコン樹脂
を用いているので、前記ベアチップの放熱温度降下がよ
り大きくなる。

【００５１】請求項５記載の端子ボックスによれば、前
記導電性金属薄板として熱伝導率の大きい銅板を用いて
いるので、当該導電性金属薄板を介したベアチップの放
熱温度降下が大きくなり、同じく端子ボックス全体のコ
ンパクト化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的実施形態に係る端子ボックス及
び出力ケーブルから構成した出力部の全体構成を示す斜
視図。

【図２】同じく無蓋状態の端子ボックス及び出力ケーブ
ルを示す説明図。

【図３】バイパス回路構成体における各導電性金属薄板
とベアチップとの接合要部を示す分解説明図。

【図４】筐体内に中継端子及び出力ケーブルを組み付け
る様子を示す説明図。

【図５】端子ボックス内部のバイパス回路構成体を示す
説明図。

【図６】中継端子の上面間にバイパス回路構成体を組み
付ける様子を示す説明図。

【図７】中継端子の上面間にバイパス回路構成体を二本
隣接平行に橋架した例を示す説明図。

【図８】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれバイパス回路構
成体の変形例を示す説明図。

【図９】端子ボックスを太陽電池に取付けた状態を示す
説明断面図。

【図１０】ベアチップで発生した熱を放熱する各伝熱部
材を示す説明図。

【図１１】ポッティング材を充填しない端子ボックスの
例において、ベアチップで発生した熱を放熱する各伝熱
部材を示す説明図。

【図１２】薄板重合部の下面を筐体底壁に密着させた端
子ボックスの例において、ベアチップで発生した熱を放
熱する各伝熱部材を示す説明図。

【図１３】端子ボックスの変形例を示す斜視図。

【図１４】同じく無蓋状態の端子ボックス及び出力ケー
ブルを示す説明図。

【図１５】ベアチップに通電される電流量と、そのとき
にベアチップの表面で実測される上昇温度との関係を示
すグラフ。

【図１６】周囲温度と該周囲温度で通電可能な電流量と
の関係を示すグラフ。

【図１７】屋根上に配列設置される太陽電池モジュール
を示す説明図。

【図１８】太陽電池モジュールの出力部を示す説明図。

【図１９】従来の端子ボックスの内部構造を示す説明
図。

【符号の説明】

１、１’ 端子ボックス １０ 出力部 １１ ボックス本体 １２ 電極材 １３ ポッティング材 １４ 圧着リング ２ ベアチップ ３ａ、３ｂ 薄板 ３１ 重合部 ３２ 湾曲した部位 ３３ 屈曲した部位 ３４ 位置決め孔 ３５ 幅狭部 ４ 中継端子 ４１ 接続部 ４２ 上面 ４３ 先端側 ４４ 基端側 ４５ 取付け孔 ４６ 取付け孔 ５ 筐体 ５ａ 挿通口 ５１ 蓋体 ５２ 底壁 ５３ 上端開口部 ５４、５４’ 隔壁 ５５ 空間 ５６ 固定基台 ５７ 固定部材 ６ 出力ケーブル ６１ 防水コネクタ ６２ 防水コネクタ ７ バイパス回路構成体 ７１ａ、７１ｂ 端側 ８ ろう接合金 ９ リブ ９１ａ、９１ｂ 規制リブ ９２ 保護リブ ９３ 取付け突起 ９４ 位置決め突起 Ｓ₁ 断面積 Ｓ₂ 接合面積 １００ 太陽電池モジュール １０１ 端子ボックス １０２ バイパスダイオード １０４ 中継端子 １０５ 筐体 １０５ａ 挿通口 １２０ 太陽電池 １２１ リード線 １３０ 支持台 １３０ａ 挿通溝 １４０ 引込みケーブル １４５ 部位 １５２ 底壁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池の出力取出用電極材が挿通され
   る挿通口を有した筐体の内部に、前記電極材が電気的に
   接続される接続部を備えた複数の中継端子、及びこれら
   中継端子間に接続される単又は複数のバイパスダイオー
   ドを配設した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、前記バイパスダイオードとして薄
   型ベアチップを用い、それぞれ中継端子に固着され且つ
   互いに対向して前記中継端子間に延出する二枚一組の導
   電性金属薄板の重合部に前記ベアチップを挾装してなる
   バイパス回路構成体を備え、当該バイパス回路に所定の
   必要電流量が通電する際、少なくとも下記（Ａ）〜
   （Ｃ）： （Ａ）日光、瓦温度等の影響に基づくベアチップ周囲温
   度の変化 （Ｂ）通電による発熱に基づくベアチップの自己温度上
   昇 （Ｃ）上下電極層に接合している各導電性金属薄板を介
   した熱伝導に基づくベアチップの放熱温度降下 の各温度変化要素を総合したベアチップの表面温度が熱
   破壊温度以下となるように、各導電性金属薄板における
   断面積及び前記電極層に対する接合面積をそれぞれ設定
   してなる端子ボックス。
2. 【請求項２】 温度変化要素（Ｂ）と温度変化要素
   （Ｃ）を総合したバイパス回路通電時のベアチップの表
   面温度変化が、電流量１Ａ当たり１７℃以下の温度上昇
   である請求項１記載の端子ボックス。
3. 【請求項３】 バイパスダイオードを配設した後、筐体
   内部にポッティング材が注入される端子ボックスであっ
   て、温度変化要素（Ｃ）に前記ポッティング材による熱
   伝導を考慮してなる請求項１又は２記載の端子ボック
   ス。
4. 【請求項４】 前記ポッティング材としてシリコン樹脂
   を用いた請求項３記載の端子ボックス。
5. 【請求項５】 前記導電性金属薄板が銅板である請求項
   １〜４の何れか１項に記載の端子ボックス。