佩爾捷（帕爾貼）效應和溫差制冷半導體

佩爾捷效應和溫差制冷半導體

佩爾捷效應/帕爾貼效應是指當兩種不同的半導體或者半導體與金屬相接觸并接通電流時，接觸面處除產生焦耳熱以外,還要吸熱或放熱，稱為佩爾捷效應,而且這個效應是可逆的。與兩個不同金屬接觸相比，半導體之間相接觸產生的效應要大得多。通過佩爾捷效應，使得一個接頭不斷吸熱而產生低溫，可制造溫差發電器和制冷器。為了提高效率，必須選擇澤貝克系數大的半導體材料，還必須選擇熱導率和電阻率小的材料。因此，一般常用Bi2Te3、Sb2Te3、Bi2Sb3等Ⅴ～Ⅵ族化合物半導體作溫差制冷材料。

半導體制冷原理是通過半導體材料的溫差效應，使直流電通過由兩種不同半導體材料串聯成的電偶時，在電偶對的兩端將吸收或放出熱量。半導體制冷片，Thermoelectric Cooling Modules，又稱 TEC、熱電制冷器件、半導體熱電制冷組件、半導體熱電制冷芯片，是一種利用半導體材料的佩爾捷效應（Peltier effect）實現制冷或加熱的電子器件，由導熱絕緣材質基板如覆銅陶瓷基板，以及半導體晶粒、導線、密封膠等組成。

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。

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