半導體制冷原理是什么 基于帕爾貼效應

許多人乍一聽半導體制冷我們好像并未接觸過，其實這種技術很常見，比如一些電腦的散熱系統，還有航天和軍事上用于涂在火箭尖端降溫等，那么我們一起了解一下它的原理是什么。

半導體制冷又稱電子制冷，或者溫差電制冷，是從50年代發展起來的一門介于制冷技術和半導體技術邊緣的學科，它利用特種半導體材料構成的P-N結，形成熱電偶對，產生珀爾帖效應，即通過直流電制冷的一種新型制冷方法，與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱為世界三大制冷方式。

半導體熱電偶由N型半導體和P型半導體組成。N型材料有多余的電子，有負溫差電勢。P型材料電子不足，有正溫差電勢；當電子從P型穿過結點至N型時，結點的溫度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相當于結點所消耗的能量。相反，當電子從N型流至P型材料時，結點的溫度就會升高此時就需要進行降溫處理。由于金屬材料的帕爾帖效應比較微弱，而半導體材料則要強得多，因而得到實際應用的溫差電制冷器件都是由半導體材料制成的。

半導體制冷片的工作原理是基于帕爾帖原理即利用當兩種不同的導體A和B組成的電路且通有直流電時，在接頭處除焦耳熱以外還會釋放出某種其它的熱量，而另一個接頭處則吸收熱量，且帕爾帖效應所引起的這種現象是可逆的，改變電流方向時，放熱和吸熱的接頭也隨之改變。

值得一提的是除了半導體的帕爾貼效應比其他材料強之外，還有很多優點，比如導體制冷器在制冷時并不需要氟利昂之類的制冷劑，就可以連續工作，因此是一種非常環保的制冷技術；內部沒有旋轉器件，避免了噪音、震動，使用方便，安裝便捷，維修方便；半導體制冷片的制冷控制方式是電流控制，可以實現高精度的溫度控制，加個適當的溫度測量單元和控制芯片，便可以很容易實現高精度溫度測量和控制系統。

隨著技術的進步，半導體已經是人類生活中不可或缺的一部分，而半導體制冷器各方面性能也在不斷改進和提升。