半導體致冷器 又名：熱電致冷器

原理

　　半導體致冷器是由半導體所組成的一種冷卻裝置，于1960年左右才出現(xiàn)，然而其理論基礎peltier effect可追溯到19世紀。這現(xiàn)象最早是在1821年，由一位德國科學家thomas seeback首先發(fā)現(xiàn)，不過他當時做了錯誤的推論，并沒有領悟到背后真正的科學原理。到了1834年，一位法國表匠，同時也是兼職研究這現(xiàn)象的物理學家jean peltier，才發(fā)現(xiàn)背后真正的原因，這個現(xiàn)象直到近代隨著半導體的發(fā)展才有了實際的應用，也就是［致冷器］的發(fā)明（注意，這種叫致冷器，還不叫半導體致冷器）。

　　由許多n型和p型半導體之顆?；ハ嗯帕卸桑鴑 p之間以一般的導體相連接而成一完整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導體，最後由兩片陶瓷片像夾心餅干一樣夾起來，陶瓷片必須絕緣且導熱良好，外觀由許多n型和p型半導體之顆?；ハ嗯帕卸桑鴑 p之間以一般的導體相連接而成一完整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導體，最后由兩片陶瓷片像夾心餅干一樣夾起來，陶瓷片必須絕緣且導熱良好。

　　n型半導體。任何物質(zhì)都是由原子組成，原子是由原子核和電子組成。電子以高速度繞原子核轉動，受到原子核吸引，因為受到一定的限制，所以電子只能在有限的軌道上運轉，不能任意離開，而各層軌道上的電子具有不同的能量（電子勢能）。離原子核最遠軌道上的電子，經(jīng)?？梢悦撾x原子核吸引，而在原子之間運動，叫導體。如果電子不能脫離軌道形成自由電子，故不能參加導電，叫絕緣體。半導體導電能力介于導體與絕緣體之間，叫半導體。半導體重要的特性是在一定數(shù)量的某種雜質(zhì)滲入半導體之后，不但能大大加大導電能力，而且可以根據(jù)摻入雜質(zhì)的種類和數(shù)量制造出不同性質(zhì)、不同用途的半導體。將一種雜質(zhì)摻入半導體后，會放出自由電子，這種半導體稱為n型半導體。

　　p型半導體，是靠“空穴”來導電。在外電場作用下“空穴”流動方向和電子流動方向相反，即“空穴”由正板流向負極，這是p型半導體原理。

　　載流子現(xiàn)象：n型半導體中的自由電子，p型半導體中的“空穴”，他們都是參與導電，統(tǒng)稱為“載流子”，它是半導體所特有，是由于摻入雜質(zhì)的結果。

　　半導體制冷材料：不僅需要n型和p型半導體特性，還要根據(jù)摻入的雜質(zhì)改變半導體的溫差電動勢率，導電率和導熱率使這種特殊半導體能滿足制冷的材料。目前國內(nèi)常用材料是以碲化鉍為基體的三元固溶體合金，其中p型是bi2te3—sb2te3，n型是bi2te3—bi2se3，采用垂直區(qū)熔法提取晶體材料。

在技術應用上的優(yōu)點

　　1、不需要任何致冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產(chǎn)生回轉效應，沒有滑動部件是一種固體器件，工作時沒有震動，噪音，壽命長，安裝容易。

　　2、半導體致冷器具有兩種功能，既能致冷，又能加熱，致冷效率一般不高，但致熱效率很高，永遠大于1。因此使用一個器件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和致冷系統(tǒng)。

　　3、半導體致冷器是電流換能型器件，通過輸入電流的控制，可實現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現(xiàn)遙控，程式控制，電腦控制，便於組成自動控制系統(tǒng)。

　　4、半導體致冷器熱慣性非常小，致冷致熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，致冷器就能達到最大溫差。

　　5、半導體致冷器的反向使用就是溫差發(fā)電，半導體致冷器一般適用于中低溫區(qū)發(fā)電。

　　6、半導體致冷器的單個致冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串，并聯(lián)的方法組合成致冷系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大，因此致冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。

　　7、半導體致冷器的溫差范圍，從正溫90℃到負溫度130℃都可以實現(xiàn)。