半導體制冷技術也稱為熱電制冷技術，利用的是溫差電效應（Peltier效應）。它的優點是不需要任何制冷劑，可實現高精度的溫度控制，適合應用在一些空間受到限制，無制冷劑污染的場合。但半導體制冷技術的制冷效率一般不高，單個半導體制冷元件的功率很小，只能稍微降低系統的溫度。要使用半導體制冷技術實現大功率的散熱效果，需大量的半導體制冷元件對組合成電堆，因而有成本較高，體積較大等缺點。
歷史沿革
1834年，法國物理學家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲，再將兩根鉍絲分別接到DC電源的正負極上，通電后，他驚奇的發現一個接插件變熱，另一個接頭變冷；這個現象后來就被稱為"帕爾帖效應"。"帕爾帖效應"的物理原理為：電荷載體在導體中運動形成電流，由于電荷載體在不同的材料中處于不同的能級，當它從高能級向低能級運動時，就會釋放出多余的熱量。反之，就需要從外界吸收熱量（即表現為制冷）。
所以，"半導體制冷"的效果就主要取決于電荷載體運動的兩種材料的能級差，即熱電勢差。純金屬的導電導熱性能好，但制冷效率極低（不到1%）。半導體材料具有極高的熱電勢，可以成功的用來做小型的半導體制冷器。但當時由于使用的金屬材料的熱電性能較差，能量轉換的效率很低，熱電效應沒有得到實質應用。
直到20世紀五十年代，蘇聯科學院半導體研究所約飛院士對半導體進行了大量研究，于1954年發表了研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體有良好的致冷效果。這是最早的也是最重要的熱電半導體材料，至今還是溫差致冷中半導體材料的一種主要成份。約飛的理論得到實踐應用后，有眾多的學者進行研究到六十年代半導體致冷材料的優值系數，達到相當水平，才得到大規模的應用。80年代以后，半導體的熱電制冷的性能得到大幅度的提高，進一步開發熱電制冷的應用領域。
技術原理
半導體制冷片（TEC）也叫熱電制冷片，是一種熱泵，它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。半導體制冷片的工作運轉是用直流電流，它既可制冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一制冷片上實現制冷或加熱，這個效果的產生就是通過熱電的原理。
半導體制冷片的工作原理是：當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料連結成電偶對時，在這個電路中接通直流電流后，就能產生能量的轉移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定。制冷片內部是由上百對電偶聯成的熱電堆，以達到增強制冷（制熱）的效果。
技術應用
半導體制冷片作為特種冷源，在技術應用上具有以下的優點和特點：
1. 不需要任何制冷劑，可連續工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，沒有滑動部件是一種固體片件，工作時沒有震動、噪音、壽命長，安裝容易。
2. 半導體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠大于1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統和制冷系統。
3. 半導體制冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現遙控、程控、計算機控制，便于組成自動控制系統。
4. 半導體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達到最大溫差。
5. 半導體制冷片的反向使用就是溫差發電，半導體制冷片一般適用于中低溫區發電。
6. 半導體制冷片的單個制冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯的方法組合成制冷系統的話，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。
7. 半導體制冷片的溫差范圍，從正溫90℃到負溫度130℃都可以實現，適用于多種溫控需求的場合，如實驗室裝置、醫療設備和日常生活中的制冷設備等。
應用范圍
根據新思界產業研究中心發布的《2021-2025年中國半導體制冷行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示，就應用方面來看，當前半導體制冷技術主要被應用在軍用領域、農業領域、工業領域、醫療領域、日常用品領域，在日常生活領域主要為了生產小功率空調、小體積冰箱、制冷飲水機等眾多產品；在醫療領域，半導體溫控系統可用于蛋白質功能研究、低溫恒溫箱、基因擴增的高檔PCR儀、電泳儀及半導體制冷探針等產品；在軍用領域，半導體制冷技術主要被應用于紅外探測器、激光器等光電器件的制冷。
在市場應用需求方面，當前半導體制冷技術主要用于生產半導體制冷式冷藏箱。在全球中，歐美地區的經濟水平更高，藥品流通和酒水消費促使半導體制冷冷藏箱需求攀升。此外，由于歐美地區汽車保有量較高，且車載冷藏箱市場滲透率較高。受發達國家需求帶動，全球半導體式冷藏箱市場需求穩定增長，在2020年市場規模達到24.2億美元。
新思界產業分析人士表示，半導體制冷由于存在技術和成本限制，目前應用需求相對較低，主要被應用在日常領域，在更高端領域應用需求較少，行業推廣速度緩慢。發展中國家經濟快速發展，消費升級大背景下，國內半導體制冷電器消費需求增長，促使全球以及我國半導體制冷市場規模不斷擴大。就市場競爭方面來看，目前在半導體制冷領域布局的企業有多美達、貝斯特、維諸技術、丹騰空氣系統、上海精勵、凱騰電器、富信科技等眾多企業。
# 參考資料
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[2] [半導體制冷技術應用規模不斷擴大 行業發展前景較好]
[3] [“半導體制冷”能帶來PC散熱的革命嗎？]
[4] [小米冰封散熱背夾上手體驗：沒有黑科技，效果還可以]
[5] [高效制冷，一招制敵，小米、vivo等品牌都在用半導體制冷片]
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