3.6　接线盒

3.6.1　功能和分类

接线盒的主要作用是通过接线盒的正负电缆将组件内部太阳电池电路与外部线路连接，将电能输送出去。接线盒通过硅胶与组件的背板粘在一起。接线盒内配备有旁路二极管以保护电池串。接线盒的设计要求非常高，涉及电气设计、机械设计与材料科学等多个领域的技术。

接线盒主要由三大部分组成：接线盒盒体、电缆和连接端子。接线盒盒体一般由以下几部分构成：底座、导电部件、二极管、密封圈、密封硅胶、盒盖等。

目前市场上接线盒种类繁多，从是否灌胶看，有灌胶式和非灌胶式，是否灌胶一般根据接线盒的体积和安全性能要求而确定。根据接线盒内部汇流条的连接方式又可分卡接式和焊接式，一般非灌胶的都采用卡接式，灌胶的因为内部空间小，都需要采用焊接式。灌胶式接线盒体积小、成本低，加上组件失效更换的比例不高，因此逐渐成为市场上的主流。

还有一体式接线盒和分体式接线盒。一体式接线盒内有一个或多个二极管以及正负极电缆，一般一块组件只用一个接线盒即可。分体式接线盒包含有多个接线盒，每个接线盒里面有一个二极管，正负极电缆分布在两个接线盒上，因此一块组件至少要有两个接线盒。分体式接线盒因为体积小，因此都需要灌胶。采用分体式接线盒的优点如下：

（1）可以简化组件叠层内部汇流条的连接方式，减少汇流条的使用量，使得组件整体的回路电阻降低，提高组件的输出功率；

（2）组件正负引出线分别位于组件靠近边框的一侧，因此在进行组件纵向安装连接时只需要很短的电缆，从而大大减少了系统电缆的用量，降低了系统串联电阻，提高了系统发电量。但是在组件横向安装时，电缆长度会有所增加，所以需要综合考虑设计。

图3-11所示为一体式非灌胶接线盒结构意图；图3-12所示为一体式灌胶接线盒结构示意图；图3-13所示为分体式接线盒基本构造。

图3-11　一体式非灌胶接线盒结构示意图

图3-12　一体式灌胶接线盒结构示意图

图3-13　分体式接线盒基本构造

接线盒内部的旁路二极管有插脚式和贴片式两种，一般盒体尺寸较大时采用插脚式二极管，例如非灌胶接线盒；盒体较小时采用贴片式二极管，例如灌胶接线盒。二极管的反向耐压和耐热性能等要根据组件使用要求和相关标准选择确定。旁路二极管的工作原理是：将二极管与若干片电池并联，在组件运行过程中，当组件中的某片或者几片电池片受到乌云、树枝、鸟粪等遮挡物遮挡而发生热斑时，接线盒中的旁路二极管利用自身的单向导电性能给出现故障的电池组串提供一个旁路通道，电流从二极管流过，从而有效维护整个组件性能，得到最大发电功率，工作原理图如图3-14所示。常用的二极管是肖特基二极管，其优点是压降较低，可以减少二极管带来的功率损耗。最理想的组件应是每片电池都并联一个旁路二极管，但是出于工艺和成本因素考虑，目前在实际应用中，一个二极管一般需保护10～24片太阳电池。

图3-14　组件中旁路二极管工作原理图

早期接线盒主要以进口的MC、Tyco为主，价格昂贵，2002年后，浙江人和、苏州快可、常州莱尼、扬州通灵、常州九鼎公司不断突破技术瓶颈，实现了接线盒国产化，并且技术不断进步。浙江人和早期生产的PV-RH系列产品在顶峰时期销量占全球总额的1/3。早期接线盒大多是一体式非灌胶卡接式，现在一体式灌胶接线盒因为成本较低而逐步成为主流，而分体式接线盒在很多组件设计上也得到了较多的应用。