半导体制冷片的转换使用和制冷应用

用半导体制冷片制热案例
半导体制冷片在设计上主要用于制冷，其工作原理基于珀尔帖效应，当电流通过两种不同材料组成的回路时，在接头处会产生吸热或放热现象。

在制冷模式下，一个面吸收热量变冷，而另一面则释放热量变热。

然而，从实际应用的角度看，半导体制冷片可以“制热”，但这并非其直接的制热功能，而是利用其工作的对称性特点。

当改变电流方向时，原本制冷的一面会变成发热端，而原本发热的一面则转变为制冷端。

这样，在需要加热的应用场景中，可以通过将原来的散热器部分用作加热源来实现“制热”。

例如，在一些实验室设备、小型恒温装置或特定微型环境控制场合中，如果空间有限且无需大功率加热，就可以使用半导体制冷片作为精确控温元件，通过切换电流方向来实现快速升温或降温。

需要注意的是，由于半导体热电效应的转换效率相对较低，所以相比于专门的电热元件如电阻丝等，半导体制冷片在制热模式下的能效比不高，通常不作为经济高效的大型或高功率加热解决方案的选择。

但在需要紧凑型结构、快速响应及精确温度控制的应用场合，它仍有其独特的优势。

半导体制冷器原理及应用研究摘要：本文介绍了半导体制冷器的基本工作原理、优点、缺点和随后对半导体的相关公式进行了推导。

最后根据半导体的研究现状，提出了半导体制冷器的主要性能参数，为今后的半导体制冷技术研究提供借鉴。

关键词：半导体制冷器；原理；应用研究1.引言目前，能源消耗问题是国际学术研究的热点，而中国作为能源消耗大国，因此研究如何降低能源消耗，实现可持续发展具有非常重大的现实意义。

半导体制冷器作为一种新型的制冷技术，具好广阔的应用前景。

半导体制冷器具有体积小、功耗低、无污染、降温快等诸多优点，符合环境保护以及低功耗的要求，在许多行业得到了广泛的应用。

虽然半导体制冷器的制冷量不大，但是降温速度非常快，非常适用于对制冷器的尺寸有严格要求的场所。

2.半导体制冷器的工作原理2.1 半导体制冷的物理基础半导体制冷又称为热电制冷（Thermoelectric cooler）或温差电制冷。

当直流电流通过具有热电转换特性的导体组成的回路时具有制冷功能，这就是所谓的热电致冷，由于半导体材料具有非常好的热电能量转换持性，因此，热电制冷又称为半导体制冷。

半导体制冷是基于帕尔贴效应、塞贝克效应、焦尔效应、汤姆逊效应和傅里叶效应五种效应建立起来的新型制冷技术。

（1）帕尔贴效应当电流通过由不同材料导体组成的回路时，在导体的连接处，会发生吸热和放热现象。

这时吸收和放出的热量就是帕尔贴热。

回路的一端为吸热，而另一端为放热。

（2）塞贝克效应将两种不同的材料和温度的导体相连接并组成回路时，这个回路之中就会产生电流，这就叫做塞贝克效应，这与帕尔贴效应是相逆的。

（3）焦尔效应焦尔效应是指当通过电流时，金属导体内部的热量与通过金属导体的电流平方成正比。

（4）汤姆逊效应当不同金属材料组成的闭合回路接入电流时，不仅会有赛贝尔效应和帕尔帖效应，还会产生一种汤姆逊效应，产生的热为汤姆逊热。

（5）傅里叶效应在金属材料中，沿着某固定方向的热传导过程叫做傅里叶效应，热传导是不可逆的，且垂直方向的面积与垂直方向上温度差的乘积成正比。

详细讲解半导体制冷原理(通俗易懂)时间:2009-09-19 20:39来源: 作者:Aquan一、半导体制冷原理的理论依据： 1. Peltier effect （珀尔帖效应）：当电流通过热电偶时，其中一个结点散发热而另一个结点吸收热,这就是法国物理学家Jean Peltier在1834年发现的珀尔帖效应。

这现象最早是在1821年，由一位德国科学家Thomas Seeback首先发一、半导体制冷原理的理论依据：1. Peltier effect（珀尔帖效应）：当电流通过热电偶时，其中一个结点散发热而另一个结点吸收热,这就是法国物理学家Jean Peltier在1834年发现的珀尔帖效应。

这现象最早是在1821年，由一位德国科学家Thomas Seeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背後真正的科学原理。

到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家Jean Peltier，才发现背後真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[制冷器]的发明(注意，这种叫制冷器，还不叫半导体制冷器)。

2．P型半导体和N型半导体半导体材料导带中的电子密度小于在价带中的空穴密度，通过增加受主(acceptor)杂质来形成，例如在硅上掺杂硼，这就是P型半导体材料；而在导带中的电子密度大于在价带中的空穴密度，通过对硅的晶体结构中加入施主杂质(掺杂)——比如砷或磷等来实现，这就是N型半导体材料。

二、珀尔帖效应的应用半导体制冷器是由半导体所组成的一种冷却装置，也叫热电制冷。

于1960左右才出现，然而其理论基础Peltier effect可追溯到19世纪。

如图是由X及Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路。

通上电源之後，冷端的热量被移到热端，导制冷端温度降低，热端温度升高，这就是著名的Peltier effect 。

三、半导体制冷法的原理以及结构：半导体热电偶由N型半导体和P型半导体组成。

半导体制冷器的原理与使用1半导体致冷器作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：1 不需要任何致冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体器件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。

2 半导体致冷器具有两种功能，既能致冷，又能加热，致冷效率一般不高，但致热效率很高，永远大于1。

因此使用一个器件就可以代替分立的加热系统和致冷系统。

3 半导体致冷器是电流换能型器件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。

4 半导体致冷器热惯性非常小，致冷致热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，致冷器就能达到最大温差。

5 半导体致冷器的反向使用就是温差发电，半导体致冷器一般适用于中低温区发电。

6 半导体致冷器的单个致冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成致冷系统的话，功率就可以做的很大，因此致冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

7 半导体致冷器的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

通过以上分析，半导体温差电器件应用范围有：致冷、加热、发电，致冷和加热应用比较普遍，有以下几个方面：8 军事方面：导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。

9 医疗方面：冷力、冷合、白内障摘除器、血液分析仪等。

10 实验室装置方面：冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪器。

11 专用装置方面：石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。

12 日常生活方面：空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱等。

半导体制冷片（TE）也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。

半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，以下的图就是一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料（碲化铋），这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成半导体制冷片的工作原理是：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。

半导体制冷片的原理1.热电效应：热电效应是指在一些材料中，当温度差距存在时，通过该材料的两侧施加电压，会产生一种电压差。

这种效应可以通过两种现象来解释：热电冷却效应和热电发电效应。

2.热电冷却效应：当半导体材料的两侧施加正反电压时，电子从低温一侧移动到高温一侧，使得低温侧冷却，而高温侧加热。

这是因为在半导体材料中，电子在移动过程中会带走一部分热量，实现冷却效果。

3.直流热电模块：热电制冷片通常采用直流热电模块来实现冷却效果。

直流热电模块由一系列的P型和N型半导体片组成，这些片被交叉连接，在两侧分别加上正反电压。

4. Peltier效应：当电流通过热电模块时，P型材料产生热，而N型材料则会吸收热。

这是因为电流通过P型材料时，电子从低能级跃迁到高能级，释放出热量；而电流通过N型材料时，电子从高能级跃迁到低能级，吸收热量。

通过不断的热电转换，实现了对低温侧的冷却和高温侧的加热。

5.热导导率：为了提高制冷效果，热电制冷片通常采用具有高热导率的材料来制作，如硅和碲化铟。

高热导率可以增加热量的传导速度，提高制冷效果。

6.温度差限制：由于热电制冷片的制冷效果主要取决于温差，因此在实际应用中需要控制温差。

通常情况下，热电制冷片的温差较小，一般在几十摄氏度以下。

7.应用领域：热电制冷片具有体积小、重量轻、无污染、无噪音和可靠性高等特点，广泛应用于微型制冷器、电子设备冷却、激光器冷却、红外探测器等领域。

总结起来，半导体制冷片的原理是通过热电效应将电能转化为热能和冷能。

这种效应通过直流热电模块实现，利用Peltier效应将低温侧冷却和高温侧加热。

热电制冷片具有许多优点，正在逐渐应用于更多领域。

半导体制冷片半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。

它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。

利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。

它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。

历史编辑半导体制冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960年左右才出现，然而其理论基础Peltiereffect可追溯到19世纪。

这现象最早是在1821年，由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。

到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeanPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这时叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。

由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，N型半导体任何物质都是由原子组成，原子是由原子核和电子组成。

电以高速度绕原子核转动，受到原子核吸引，因为受到一定的限制，所以电子只能在有限的轨道上运转，不能任意离开，而各层轨道上的电子具有不同的能量(电子势能)。

离原子核最远轨道上的电子，经常可以脱离原子核吸引，而在原子之间运动，叫导体。

如果电子不能脱离轨道形成自由电子，故不能参加导电，叫绝缘体。

半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，叫半导体。

半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后，不但能大大加大导电能力，而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。

将一种杂质掺入半导体后，会放出自由电子，这种半导体称为N型半导体。

P型半导体P型半导体，是靠“空穴”来导电。

半导体制冷片的制冷原理
半导体制冷片的制冷原理是当加正向电流时，即P型半导体连接电源正极，N型半导体连接电源负极，载流子从P型半导体流向N 型半导体时，在两型半导体界面处，电子与空穴复合，并以热能形式释放能量；反之，当加反向电流时，即P型半导体连接电源负极，N 型半导体连接电源正极，载流子从N型半导体流向P型半导体时，在两型半导体界面处，外界热能从P型半导体端被吸收转移到N型半导体端并通过散热器释放到空间中，实现制冷效果。

半导体制冷片具有无噪音、无污染、无振动、易于控制等优点。

半导体制冷器的原理与使用1半导体致冷器作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：1 不需要任何致冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体器件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。

2 半导体致冷器具有两种功能，既能致冷，又能加热，致冷效率一般不高，但致热效率很高，永远大于1。

因此使用一个器件就可以代替分立的加热系统和致冷系统。

3 半导体致冷器是电流换能型器件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。

4 半导体致冷器热惯性非常小，致冷致热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，致冷器就能达到最大温差。

5 半导体致冷器的反向使用就是温差发电，半导体致冷器一般适用于中低温区发电。

6 半导体致冷器的单个致冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成致冷系统的话，功率就可以做的很大，因此致冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

7 半导体致冷器的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

通过以上分析，半导体温差电器件应用范围有：致冷、加热、发电，致冷和加热应用比较普遍，有以下几个方面：8 军事方面：导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。

9 医疗方面：冷力、冷合、白内障摘除器、血液分析仪等。

10 实验室装置方面：冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪器。

11 专用装置方面：石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。

12 日常生活方面：空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱等。

半导体制冷片（TE）也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。

半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，以下的图就是一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料（碲化铋），这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成半导体制冷片的工作原理是：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。

半导体制冷技术是一种利用半导体材料实现制冷的技术，具有环保、高效、节能等优点，被广泛应用于温度控制、热电制冷、电子器件冷却等领域。

本文将介绍半导体制冷技术的现状以及发展趋势。

一、半导体制冷技术的现状目前，半导体制冷技术已经取得了长足的进展，广泛应用于各个领域。

具体来说，半导体制冷技术主要应用于以下方面：1. 温度控制半导体制冷技术可以通过调节半导体的电流来控制其热容量，从而实现温度控制。

半导体制冷技术可以应用于温度精度要求较高的领域，如医疗、生物、化学等领域。

2. 热电制冷热电制冷是半导体制冷技术的一种重要应用领域，其原理是利用半导体材料的珀尔帖效应，通过电流的流动产生热量，从而实现制冷效果。

热电制冷技术具有环保、高效、无噪音等优点，被广泛应用于电子器件的冷却等领域。

3. 电子器件冷却随着电子设备的普及，电子器件的散热问题越来越受到关注。

半导体制冷技术可以提供一种高效、环保的冷却方式，降低电子器件的温度，从而提高其工作性能和稳定性。

然而，目前半导体制冷技术还存在一些问题和挑战。

首先，半导体制冷器的效率仍然较低，限制了其在某些领域的广泛应用。

其次，半导体制冷器的体积较大，难以适应一些特殊的应用场景。

此外，半导体制冷器的成本较高，限制了其市场推广。

二、半导体制冷技术的发展趋势针对目前半导体制冷技术存在的问题和挑战，未来的研究方向主要包括以下几个方面：1. 提高制冷效率提高半导体制冷器的效率是当前研究的重点之一。

可以通过优化半导体材料的选择、提高电流控制精度等方法来实现。

2. 微型化与集成化微型化和集成化是半导体制冷技术未来的发展趋势之一。

通过将多个半导体元件集成在一起，可以减小制冷器的体积，提高其可靠性。

3. 降低成本降低成本是半导体制冷技术推广应用的关键之一。

可以通过采用新型半导体材料、优化生产工艺等方法来实现。

总之，半导体制冷技术作为一种环保、高效、节能的技术，具有广阔的应用前景和潜力。

未来，随着技术的不断进步和市场的不断拓展，半导体制冷技术将会在更多领域得到应用和发展。

半导体制冷片规格书一、引言半导体制冷片是一种新型的热电转换器件，利用半导体材料的热电效应实现制冷。

本文旨在详细介绍半导体制冷片的规格和性能参数，以便用户选择合适的制冷片应用于各种场合。

二、制冷片结构半导体制冷片由多个热电偶和散热片组成。

热电偶是由两种不同材料的半导体片片对连接而成，形成p-n结。

当施加电压时，热电偶的一端吸收热量，另一端释放热量，实现制冷效果。

散热片则用于散热，保证制冷片的稳定工作。

三、性能参数1. 制冷温度范围：半导体制冷片的制冷温度范围是选择制冷片时需要考虑的重要参数。

根据需求选择制冷片的工作温度范围，通常在-40℃至100℃之间。

2. 制冷能力：制冷能力是指制冷片单位时间内所能吸收的热量。

制冷能力与电流大小成正比，通常以瓦特（W）为单位进行描述。

3. 制冷效率：制冷效率是指制冷片所提供的制冷能力与所消耗电能之间的比值。

制冷效率越高，表示单位能量下的制冷效果越好。

4. 电压：制冷片的工作电压是指制冷片所需要的驱动电压。

常用的工作电压为12V、24V等。

5. 电流：制冷片的工作电流是指制冷片在工作时所需要的电流大小。

通常以安培（A）为单位进行描述。

6. 尺寸：制冷片的尺寸是指制冷片的长、宽、高的尺寸大小。

根据应用场景的不同，选择合适尺寸的制冷片以确保安装方便。

四、选型指南1. 根据制冷温度范围选择：根据实际需求选择适合的制冷温度范围，确保制冷片能够满足所需的制冷效果。

2. 根据制冷能力选择：根据需要制冷的物体的热量大小，选择具备足够制冷能力的制冷片。

3. 根据制冷效率选择：制冷效率是一个重要指标，选择高效率的制冷片能够在同样的能耗下获得更好的制冷效果。

4. 根据电压和电流选择：根据实际的电源情况，选择合适的电压和电流的制冷片，确保能够正常工作。

5. 根据尺寸选择：根据应用场景的不同，选择合适尺寸的制冷片以确保安装方便，不影响整体设备的使用。

五、应用领域半导体制冷片广泛应用于各个领域，如电子设备、光电子、医疗仪器、航空航天等。

半导体制冷片原理与接线
半导体制冷片（TEC）是一种热电转换器件，其工作原理基于Peltier效应。

Peltier效应是指在两种不同的导电能力材料的接触界面上，在通过电流时产生热
量的现象。

半导体制冷片利用这一效应将热量从一个一侧转移到另一侧，实现制冷。

工作原理
半导体制冷片内部包含两种导电性不同的半导体材料，通常是硒化铋和硒化铋
铋镓。

当通电时，由于Peltier效应，在两种材料的接触处会产生热量。

其中一侧
吸收热量，冷却降温，称为冷面；另一侧则放热，升温，称为热面。

通过这种方式，半导体制冷片可以实现局部的制冷效果。

接线方法
半导体制冷片的接线方法主要分为串联和并联两种。

串联接线
在串联接线中，将多个半导体制冷片的冷面和热面依次连接在一起。

这种接线
方式可以提高制冷片的制冷效果，但是需要注意的是每个制冷片的电流和电压要相同，否则会造成制冷片的热效应不均匀，影响制冷效果。

并联接线
在并联接线中，多个半导体制冷片的冷面和热面分别连接在一起。

这种接线方
式可以增加制冷片的散热面积，提高散热效果，但是需要考虑制冷片之间的电流平衡，以避免对单个制冷片产生过大的影响。

总结
半导体制冷片作为一种高效制冷设备，在很多领域得到了广泛应用，比如电子
设备散热、医疗器械制冷等。

了解半导体制冷片的工作原理和正确的接线方法可以更好地发挥其制冷效果，提高其使用寿命和稳定性。

希望本文对您有所帮助。

半导体制冷片控制方法半导体制冷片控制方法是指通过对半导体制冷片进行控制，使其达到最佳制冷效果的方法。

本文将从以下几个方面详细阐述半导体制冷片的控制方法。

一、温度控制温度控制是半导体制冷片控制的最基本且最重要的方法。

一般来说，半导体制冷片的工作温度范围为-40℃~-5℃，因此需要在这个范围内对温度进行精确控制。

温度控制可以通过以下几个方面实现：1.使用温控芯片温控芯片是一种专门用于控制温度的芯片，其能够精确测量温度并通过反馈控制实现温度调节。

将温控芯片与半导体制冷片进行连接，即可实现对温度的控制。

2.使用PWM控制PWM控制是一种调制脉冲宽度的方法，通过控制脉冲的宽度和频率来实现对电流的控制，从而控制制冷片的温度。

这种方法比较简单易实现，但是精度较低。

二、电流控制电流控制是半导体制冷片控制的另一个重要方法。

半导体制冷片的制冷效果主要取决于电流的大小和方向，因此需要对电流进行精确控制。

电流控制主要有以下几种方法：1.使用电流控制芯片电流控制芯片是一种专门用于控制电流的芯片，其能够精确控制电流的大小和方向。

将电流控制芯片与半导体制冷片进行连接，即可实现对电流的控制。

2.使用反向电流保护反向电流保护是通过控制半导体制冷片的正向和反向电流来实现对温度和电流的精确控制。

通过控制正向电流和反向电流的比例，可以实现对温度和电流的控制，但是精度较低。

三、功耗控制功耗控制是半导体制冷片控制的另一个重要方法。

半导体制冷片的功耗主要取决于其工作温度和电流，因此需要对功耗进行精确控制。

功耗控制主要有以下几种方法：1.使用功率控制器功率控制器是一种专门用于控制功率的器件，其能够精确控制半导体制冷片的功率。

将功率控制器与半导体制冷片进行连接，即可实现对功率的控制。

2.使用PWM控制PWM控制同样可以实现对功耗的控制。

通过控制脉冲的宽度和频率，可以控制半导体制冷片的电流和功率，从而控制制冷片的功耗。

总结通过以上几种控制方法的应用，可以实现对半导体制冷片的温度、电流和功耗的精确控制。

半导体制冷技术原理与应用李洪斌 杨 先半导体制冷(Semiconductor refrig eration)又称电子制冷、温差制冷或者热电制冷,是上世纪60年代后迅速发展起来的一项制冷技术。

与普通制冷技术不同,半导体制冷不采用压缩机和制冷剂,不依赖制冷剂的相变传递热量,在直流电流通过具有热电转化效应的导体组成的回路时,利用热量转移特性制冷,是一种科技含量高的全新制冷技术。

半导体制冷系统无压缩机和制冷工质、结构简单、成本低、寿命长、绿色环保,工作过程无振动、无噪音,也不必担心工质泄露破坏大气层,目前已在低温超导技术、低温生物学、低温外科学,低温电子学,通讯技术,红外技术,激光技术,以及空间技术等领域广泛应用。

一、半导体制冷原理及特点热电效应是半导体制冷的最基本依据,其中最著名的是塞贝尔效应和珀尔帖效应。

1821年塞贝尔发现在用两种不同导体组成闭合回路中,当两个连接点温度不同时(T 1<T 2),导体回路就会产生电动势(电流),即塞贝尔效应(图1)。

1834年,法国科学家珀尔帖在此基础上做了一个相反的实验:用两种不同导体组成闭合回路,并通直流电,连接处出现了一端冷、一端热的现象,即珀尔帖效应。

显然其本质就是塞贝尔效应的逆效应(图2)。

图1塞贝尔效应图2 珀尔贴效应普通金属导体的珀尔帖效应微弱,制冷效果不佳。

例如当时曾用金属材料中导热和导电性能最好的锑-铋(Sb -Bi)热电偶做成制冷器,但其制冷效率还不到1%,根本没有实用价值,因此珀尔帖效应长时间不受重视。

但是随着材料科学的进一步发展,人们发现半导体材料的珀尔帖效应远强于普通金属。

由3块金属板(1、2、3)和一对电偶臂(由一块P 型半导体和一块N 型半导体构成)组成的热电偶,在通以图3所示的电流时,金属板1会从周围吸收热量,而金属板2、3则释放热量。

金属板1作为工作端可达到制冷目的,将电源极性反过来(即通以反方向电流),金属板2、3吸收热量,金属板1释放热量,还把板1作为工作端,就是制热器了。