[实用新型]光伏旁路器件及应用该器件的保护电路、接线盒及发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术，特别涉及光伏旁路器件及应用该器件的保护电路、接线盒及发电系统。

背景技术

进入21世纪以来，以太阳能为代表的光伏新能源产业取得了突飞猛进的发展；为了提高当前太阳能发电系统的可靠性，克服太阳能电池组件不可回避的“热班”效应，工业界采用的方式是为之提供旁路保护，如每12-24片串联连接的电池片提供一个旁路通路。

美国亚利桑那州立大学光伏测试实验室G Tamizh Mani等人在“Photovoltaics International”杂志2008年8月发表文章“Failure Analysis of Design Qualification Testing 2005 vs.2007”指出：根据IEC61215/IEEE1262标准，对1997-2005年间安装在现场的1200个组件，以及2005-2007年间安装在现场的1000个组件，进行重新测试发现：旁路二极管相关的失效率表现为：1997-2005年间约为4%，而2005-2007年间约为31%；主要表现为热应力引起近年来旁路二极管的失效率急剧增加。

上述发现，其原因在于：在太阳能光伏产业发展的早期，由于电池片尺寸较小、电池片的光电转换效率较低等原因，电池组件的工作电流比较小，故早期的旁路二极管通常采用PN结整流二极管；近年来，在巨大市场需求驱动下，太阳能光伏产业链相关领域技术快速进步，电池片的尺寸越来越大，电池片的光电转换效率越来越高，如美国Sunpower公司的背接触电池片商业化转换效率已经达到22%以上,导致电池组件的工作电流已经达到10A的数量级；如再采用PN结整流二极管，其在旁路工作状态下的功耗将达到10W以上，PN结旁路二极管将不能承受自身的热功耗，因此近年来，工业界已经将旁路二极管改为正向压降更低的肖特基Schottky整流二极管替代；典型的肖特基整流二极管在10A下的正向压降约0.5V左右，因此功耗在5W左右，然而此功耗仍然是一个很高的功耗，对旁路二极管的可靠性提出了严峻的考验。

随着技术的进步，未来电池片尺寸进一步变大，光电转换效率将进一步提高，电池组件工作电流进一步加大，上述旁路二极管的发热问题，将变得更加严重，进而产生严重的可靠性问题。

造成旁路二极管近年来高失效率的主要原因，是由于对太阳能光伏发电各种运行工况下，其旁路二极管器件芯片设计不论是PN结整流二极管还是Schottky整流二极管、器件封装设计，以及太阳能接线盒结构热、电设计不合理导致的，因此所谓太阳能组件寿命25-30年的承诺形同虚设。

 如授权公开号为CN201038138Y的实用新型专利公开的一种光伏二极管中所涉及的由新型铝材料制成封装外壳形成的铝壳金属腔，腔内部填充高导热封装树脂，肖特基结封装在高导热树脂内；铝合金的热导率在120-180W/m-c之间，纯铝的热导率为220W/m-c；而业界通常采用的高导热封装树脂，其热导率在2.0 W/m-c左右，即肖特基结发热源发出的热量，传递到导热良好的铝外壳，需要通过导热并不理想的封装树脂，进行热传导，尽管在上述专利文献中称为高导热封装树脂，但这是相对其它导热树脂而言，事实上，铝和树脂的热导率相差近100倍，封装在树脂内的肖特基结的发热并不能有效的传递到铝金属外壳，因此达不到上述专利文献所宣称的“可有效的降低结温”的效果，在太阳能电池片发电的各种运行工况下，则易产生热可靠性问题；且如果其引线与铝壳金属腔连接，则铝壳金属腔带电，则导热、导电无法分离。

又如授权公开号为CN202076248U的实用新型专利所提出的一种二极管的散热结构，其通过在二极管引线根部增大铜质引线局部面积在一定程度上改善其散热性；但是如果在光伏接线盒的实际应用下，二极管被置于密闭性非常好的接线盒内，内部产生对流效果极其有限，因此也达不到所称的有效对流散热的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供光伏旁路器件，它具有良好的散热效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：光伏旁路器件，包括塑封体、设于所述塑封体的旁路二极管芯片、裸露于所述塑封体外的散热片及设于所述旁路二极管芯片与所述散热片之间且实现所述旁路二极管与所述散热片电气绝缘的高导热陶瓷基片；所述陶瓷基片的一表面上设有用于焊接所述旁路二极管芯片的焊盘一；所述陶瓷基片另一表面上设有用于焊接所述散热片的焊盘二。