半导体制热片制热原理

半导体的制冷和制热，都是应用温差电效应的结果。半导体制热片或者制冷片都是由两种不同的半导体两端连接而成。当有电流通过半导体制热片时，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。

在通过半导体制热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。

相反，若在半导体制热、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。

首先是半导体是指室温下电导率介于导体和绝缘体之间的材料。半导体是指具有可控导电性的材料，范围从绝缘体到导体。从科学技术和经济发展的角度来看，半导体影响着人们的日常工作和生活，直到20世纪30年代，这种材料才得到学术界的认可。常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等。硅是最有影响力的半导体材料之一。

其次是具有光伏的作用。半导体材料的光伏效应是太阳能电池工作的基本原理。目前，半导体材料的光伏应用已成为热点，是全球增长最快、发展最好的清洁能源市场。太阳能电池的主要材料是半导体材料，判断太阳能电池好坏的主要标准是光电转换率。光电转换率越高，太阳能电池的工作效率就越高。根据所用半导体材料的不同，太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池和III-V族化合物电池。

再者是原理是接通电源后，发射结正向连接。在正向电场的作用下，发射区多数载流子(电子)的扩散运动加强。因此，发射区的电子在外电场的作用下很容易越过发射结进入基区，形成电子流IEN(注意电流的方向与电子运动的方向相反)。当然，基区的多数载流子(空穴)也会在外电场的作用下流向发射区，形成空穴电流IEP。然而，由于基区中的低杂质浓度，与来自发射区的电子流相比，

要知道的是在半导体的pn结上施加直流电压，P型区的空穴向N型区移动，N型区的电子向P型区移动。当电子和空穴在pn结界面附近结合时，将发射具有对应于半导体带隙的能量的光。使用带隙大的半导体可以获得高能光，比如可见光；低能光，如红外光，可以通过使用现代宽度小的半导体获得。

压缩机制热制冷是利用的制冷剂相变会吸收或释放热量的原理。

半导体制冷利用的是Peltier效应。即：电流流过两种不同能级的材料的界面时，热量也会发生定向传导，使得界面两侧一边冷、一边热。半导体材料可以实现材料间的最大能级差，具有实用性。

由于半导体材料的导热率，半导体制冷的效率远小于压缩机制冷。只能用于一些特殊场合。

---