半導體製冷器的發展史：半導體製冷器最早出現（xiàn）於1960年左右，其（qí）理論（lùn）基礎（chǔ）可追溯到19世（shì）紀。這（zhè）現象最早是（shì）在1821年（nián），由一位德國科學家ThomasSeeback首先發現，不過他當（dāng）時做了錯（cuò）誤的推論，並（bìng）沒有（yǒu）領悟到背後真正的科（kē）學原（yuán）理。
到了1834年，一位法國表匠，同時也是兼職（zhí）研究這（zhè）現象（xiàng）的物（wù）理學家（jiā）JeanPeltier，才發現背後真正的原因，這個現（xiàn）象直到（dào）近代隨著半（bàn）導體的發展才有了實際的應用，也就是[致冷器]的發明（注意，這時叫致冷器，還不叫半導體致冷器）。
一、半導體製冷器原理
1、半導體製（zhì）冷的物理基礎
半導體製冷又稱為熱（rè）電製冷（Thermoelectric cooler）或溫差電製（zhì）冷（lěng）。當直流電流通過具有熱電轉換特性的導體組成的回路時具有製冷功能，這就是所謂的熱電致冷，由於半（bàn）導體材料（liào）具有非常好的熱電（diàn）能量轉換持性，因此，熱電製冷又稱為半導體製冷。半導體製冷（lěng）是基於帕爾貼效應、塞（sāi）貝克效應、焦爾效應、湯姆遜（xùn）效應和傅裏葉效應五種效應建立起來的新型製冷技術。
（1）帕爾貼效應
當電流通過由不同材料導體組成的回路時，在導體的連接處，會發生吸熱和放熱現象。這（zhè）時吸收和放出的熱量就（jiù）是帕爾貼熱。回路的一端為吸熱，而另一（yī）端為放熱。
（2）塞貝克效應
將兩種不同的材料和溫度（dù）的導體相連接並組成回路時，這個回路之中就會（huì）產生電流，這就叫做塞貝克效應，這與帕（pà）爾貼效（xiào）應是相逆的。
（3）焦爾（ěr）效應（yīng）
焦爾效應是指當通過電流時，金（jīn）屬（shǔ）導體內部的熱量與（yǔ）通過金屬導體的電流平方（fāng）成正比。
（4）湯姆遜效應
當不同金屬材料組成的閉合回路接入電流時，不僅會有賽貝爾效應和帕爾帖效應，還會產生一種湯姆遜效應，產生的熱（rè）為湯姆遜熱。
（5）傅裏葉效應
在金屬材料（liào）中，沿著某固定方向的熱（rè）傳導過（guò）程叫（jiào）做傅裏葉效應，熱傳導是不（bú）可逆的，且垂直方向的麵積與垂（chuí）直方向上溫度（dù）差的乘積成正比。
2、半導（dǎo）體製冷原理
半導體製冷（lěng）就是帕爾（ěr）貼效應在半導（dǎo）體（tǐ）材料（liào）上的成功應用，半導（dǎo）體有 N型半導體和P 型半導體之（zhī）分，N型半導體含（hán）有多餘的（de）電子，因此含有負溫差電勢，而 P型半導體中電子不足，有多餘的空穴，因此含有正的溫差電勢，把一隻 N型半導體元件和一隻 P型半導體元件（jiàn）聯結成為一個熱電偶，形成一個P-N結，當有（yǒu）直流電通過這個P-N結時，由於溫差電勢的存在（zài），就會產生能量的轉移，也就是在結點處，會和外界（jiè）環境進行能量的（de）交（jiāo）換。
從微觀來看（kàn），當圖1接通電路的直流電源後，在（zài）冷端接頭處，電流方向是N→P，P型半導體中的空穴和N型半導體中的自由電子做離開（kāi）接頭的背向運動在接頭處，這種運動使P型半導體中的部（bù）分電子變成了自由電子，同時在P型半導體中留下了相應的（de）空穴，電子與空穴是同時存在的。新（xīn）產生的自由電子會（huì）通過金屬的接觸點（diǎn）進入到N型半導體中，此時的自（zì）由（yóu）電子與金屬（shǔ）接觸點的電位差方（fāng）向是相反（fǎn）的。電子（zǐ）會通過金屬接頭時（shí）放出能量，需要注（zhù）意的是，產生的自由電子和空穴對所吸收的能量比他們通過接口所（suǒ）放出的能量要大很多，因此這處接頭就為熱端。同樣如此，N型（xíng）半（bàn）導體內也會產生（shēng）自由（yóu）電子和空穴（xué）對，此時，N型半導體內新產生的空穴會通過金屬接著進入到P型半導體內（nèi）部，電子也會在金屬接頭產生能量，而此（cǐ）時吸收的能量也遠遠大於電子經過金屬接頭時放出的能量，此處接頭就變（biàn）為冷端（duān）向外界吸熱。也就是說半導體製冷器同時存在熱端和冷端，而我們（men）在使用時，常常隻用到冷端。
二、半導體製冷器的優缺點
1、半導體製（zhì）冷器的優點
（1）半導體製冷器在製冷時並不（bú）需（xū）要氟利昂（áng）之類的製冷劑，就（jiù）可以連續工作，因此是一種非（fēi）常環（huán）保的製冷技術（shù）；
（2）半導體製冷器是基於半導體技術的製冷技術，內部沒有旋轉器件，避免了噪音、震動，使用方便，安裝便捷（jié），維修方便；
（3）半導體製冷片工作時，製（zhì）冷和加熱（rè）是同時存在的，雖然製冷效率不算，但（dàn）是，製冷和加熱分立開來，非常適用於需要同時加熱和製冷的（de）應用場合；
（4）半（bàn）導體製冷片的製冷控製方式是電流控製，可以（yǐ）實現高精度的（de）溫度控製（zhì），加個適（shì）當的溫度測量單元和（hé）控（kòng）製（zhì）芯片，便可以很容易實現高精度溫度測量和控製係統（tǒng）；
（5）通（tōng）常半導體製冷器的尺寸較小，因此，製（zhì）冷和製熱的響應速度非（fēi）常快，在通常情況下，通過幾十秒，製冷片的熱端和冷端就能達到最大溫差；
（6）半導體製冷器的單級製冷單元的功率不大，不僅適（shì）用於對功率要求不大的場合，如果把許（xǔ）多個製冷單元進行組合形成製冷係統，那麽（me）製冷功率是很大的，功率（lǜ）可以達到上萬瓦（wǎ），因此（cǐ）製冷的範圍很廣。
2、半導體製冷器的缺點：
（1）半導體製冷器的製冷效率較低；
（2）通常隻（zhī）能使用直流電源對半導體製冷器進（jìn）行控製；
（3）半導體製冷片的元件采用高純稀有材料，再加上工藝條件（jiàn）尚未十（shí）分成熟，導致元件成本比較（jiào）高。
三、半（bàn）導體製冷器應用
目前半導體製冷器在很多領域都（dōu）得到了廣泛的應用（yòng）：
1、可以電（diàn）腦散熱，兩個水冷（lěng）頭和兩塊半導體製冷片來（lái）個合影，兩（liǎng）塊半導體製（zhì）冷片通過導熱銅塊給CPU冷卻，水冷頭則給半導體製冷片（piàn）的熱端（duān）降（jiàng）溫，從而達到把CPU溫度控（kòng）製在室溫甚至零度以下的（de）目的；
2、比如在工業方麵，使用熱電製冷技術（shù）檢測冷塊作為零度基準點；
3、在醫療衛生方麵，運用半導體製冷（lěng）技術可對病人進行全身或者局部快速（sù）的降溫，對外科手術中進行冰（bīng）凍麻醉；
4、在軍事領域，半（bàn）導體製冷器可（kě）以用於冷卻導彈裝置中產生的熱量；
5、在氣象領域，半導體製冷器也用於露點儀測量露點時把周圍空氣的降溫