刘兴龙，马雪峰

（武威职业学院 甘肃 武威 733000）

1 引言

科研人员进行了大量的科学研究，最终获得了当前基于半导体制冷的技术。根据半导体制冷使用的温差冷却效果，珀尔帖效应是相匹配的，因此半导体制冷也称为温差冷却。相较于传统的制冷技术，半导体制冷技术不需要应用大量制冷剂和相关制冷设备。另外，在整个制冷过程中不易引起噪声和振动，所以不会轻易对周围人群的正常日常生活产生不利影响，应用市场前景十分广阔。

2 半导体制冷技术原理

半导体制冷设备是由具有高效率和良好热电效应的半导体材料热阻组成的。如图1所示，由N型半导体组件和P型半导体组件组成的热敏电阻在插入后会在接头处引起热传递和温差。对于N型半导体，其导电结构是自由电荷，类似于金属材料地价电子；对于导电结构是空穴的P型半导体来说，它与自由电子的电荷数量一致。所以，上接头为冷端，为吸热反应，温度降低，电流方向为从N到P；下接头是热端，为放热反应，温度升高，电流方向为P到N。其次，依靠各种热传导方法（例如热交换器）使热电堆的热端继续散发热量并维持一定的温度，然后将热电堆的冷端放入工作环境中，以持续发生吸热反应并降低温度。这是半导体制冷的工作原理[1]。如图1所示。

图1 半导体制冷工作原理

3 半导体制冷技术的发展

半导体器件的品质因数指数Z表示热电材料的特性，它决定了制冷组件可以实现的较大温差。……