[发明专利]低温光伏接线盒

说明书

本发明公开了一种低温光伏接线盒，它包外壳和金属基板，外壳的内部腔体通过第一密封部件至少分隔出一导电区，金属基板包括位于导电区内的导电部、位于导电区外的散热部，该散热部直接或通过散热通道与外界空气相接触，导电部包括依次层叠设置的导电层、第一绝缘导热层、第一金属散热层，上述的至少一个二极管、至少一个光伏电池和输出电缆直接或通过导电部件连接在导电层上，散热部包括与第一绝缘导热层相连接的第二绝缘导热层、与第一金属散热层相连接的第二金属散热层。本发明中接线盒，可以使二极管产生的热量通过延伸到导电区之外的金属基板结构快速传导，与接线盒外部空气直接进行交换，提高散热效率。

技术领域

本发明涉及一种低温光伏接线盒。

背景技术

光伏接线盒是太阳能电池产生的电力与外部线路连接，同时在光伏电池出现失配的情况下，起到旁路保护作用，确保不会由于差的电池片导致好的电池片输出也受阻(木桶效应)，具有盒体、二极管、电缆组成的连接器，其中盒体为主要部位，包括盒体、内部金属铜片、二极管、盒盖等，其中盒体和盒盖相连接共同构成接线盒的外壳。目前，市场上安装使用的光伏接线盒是通过接线盒的导电体和光伏电池串汇流带连接，实现电路连接将光伏组件的功率输出。将旁路保护用的二极管置于接线盒中，在发生热斑现象时，实现旁路保护功能，降低热斑对光伏组件的不可逆的破坏作用。同时，通过盒内覆盖在二极管上的导热硅胶，将二极管工作时发出的热量通过导热硅胶和塑料接线盒壳体和盒外空气进行热交换实现散热功能。但由于导热硅胶和塑料外壳的导热系数非常低(大约在0.3W/m.k)，使得二极管发出的热量和空气交换的效率非常低。旁路保护二极管长期工作在高温下。高温不仅使二极管的反向漏电流成指数级加大(每升高10度，漏电流增加一倍)，导致光伏组件的输出功率下降，同时，高温还严重影响到二极管PN结的可靠性(晶体硅PN结的电子禁带宽度决定了PN的结温)，因此，重新设计接线盒的散热结构，提高接线盒的散热能力，不但降低二极管的反向漏电电流，保证光伏组件的输出功率，同时也降低光伏接线盒中二极管正向导通时的工作温度，已经成为一个必选项。。

目前接线盒的设计是将接线盒的三个功能(电路连接、二极管旁路保护和二极管的散热)集中在一个有防水要求的密闭盒子中，使得散热和防水这一对矛盾需求不能得到很好的平衡。既影响二极管散热，降低二极管的可靠性，也增加了二极管的成本(需要额定电流更大和V_f更低的二极管)，同时由于接线盒内温度的提高，导致二极管的反向漏电流加大，影响组件的输出功率下降。因此，如何提高接线盒的散热能力，保持组件的输出功率，保证接线盒二极管的长期可靠性，已经成为光伏业的一个焦点。申请号为CN201210194532、CN201210040376、CN201210535785、CN201310140139、CN201310320796、CN201320204866等专利均通过一些结构上的改进来增强接线盒的散热功能，但上述专利都只涉及通过灌胶/增加空气流动通道来提高二极管的热交换能力来降低接线盒内二极管的温度。

目前市场上常用的光伏接线盒散热结构和上述专利中涉及到的接线盒结构，都是将接线盒的三个主要功能在一个空间区域内实现，并试图通过改善接线盒内的热交换能力来降低二极管的温度。但由于导热硅胶和塑料外壳的导热系数太小，使得二极管工作时产生的热量不能及时传导出去，二极管的工作温度非常高，严重影响了光伏组件的输出功率和长期使用可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低温光伏接线盒，将接线盒的连接导电功能和散热功能分开解决散热和密封防水矛盾的方式，来彻底解决散热效率低的结构问题。