半导体制冷原理

半导体制冷原理

半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，是从50年代发展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科，它利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。

半导体制冷器特点

半导体制冷器具有无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻等特点，且工作可靠， *** 作简便，易于进行冷量调节。但它的制冷系数较小，电耗量相对较大，故它主要用于耗冷量小和占地空间小的场合，如电子设备和无线电通信设备中某些元件的冷却。

有的也用于家用冰箱，但不经济。半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。

温差半导体发电技术，它的工作原理是在两块不同性质的半导体两端设置一个温差，于是在半导体上就产生了直流电压。温差半导体发电有着无噪音、寿命长、性能稳定等特点。

概念：

所谓热电发电就是将热能直接转变成电能，通过高温与低温的温差产生的热将移动的热能转变成电能，使其发电。地球上任何的地方均存在温差，可以说有无限的利用前景。其应用领域可以从家庭直至整个地球，可利用的热源温度范围为—200℃~+2000℃。

热电发电的原理：

如图所示，使用P型和N型结合的半导体元件发电。如将器件的一侧维持在低温，另一侧维持在高温，这样，器件高温侧就会向低温侧传导热能并产生热流。

即热能从高温侧流入器件内，通过器件将热能从低温侧排出时，流入器件的一部分热能不放热，并在器件内变成电能。作为电力从外部的负荷取出，通过连接多个这样的元件便可获取更多的电能。

半导体的制冷和制热，都是应用温差电效应的结果。当有电流通过半导体制冷片时，就会在一端发热、另一端降温——产生温差，即一端制热、另一端制冷。冰箱和空调都是利用这种效应。

因为在通过半导体制冷片的电流等条件一定时，在一端发热、另一端降温所造成的温度差是一定的，所以当降低热端温度时，相应地冷端的温度也将要降低，从而能够达到更好的在冷端制冷。

相反，若在半导体制冷片的两端人为地造成温度差，就会在两端之间产生电压和电流——温差生电。两端的温差越大，产生的电压和电流也就越大。

总之，这里关键的问题是温度差，而不是一端温度本身的高低。

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