半導體制冷片製冷原理
原理圖
半導體制冷片（TE）也叫熱電製冷片，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，無製冷劑汙染的場合。
半導體制冷片的工作運轉是用直流電流，它既可製冷又可加熱，透過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現製冷或加熱，這個效果的產生就是透過熱電的原理，上圖就是一個單片的製冷片，它由兩片陶瓷片組成，其中間有N型和P型的半導體材料（碲化鉍），這個半導體元件在電路上是用串聯形式連線組成. 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後，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透過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定。製冷片內部是由上百對電偶聯成的熱電堆（如右圖），以達到增強制冷（制熱）的效果。以下三點是熱電製冷的溫差電效應。
1、塞貝克效應（SEEBECK EFFECT）
一八二二年德華人塞貝克發現當兩種不同的導體相連線時，如兩個連線點保持不同的溫差，則在導體中產生一個溫差電動勢： ES=S.△T
式中：ES為溫差電動勢
S（?）為溫差電動勢率（塞貝克係數）
△T為接點之間的溫差
2、珀爾帖效應（PELTIER EFFECT）
一八三四年法華人珀爾帖發現了與塞貝克效應的效應，即當電流流經兩個不同導體形成的接點時，接點處會產生放熱和吸熱現象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。
Qл=л.I л=aTc
式中：Qπ 為放熱或吸熱功率
π為比例係數，稱為珀爾帖係數
I為工作電流
a為溫差電動勢率
Tc為冷接點溫度
3、湯姆遜效應（THOMSON EFFECT）
當電流流經存在溫度梯度的導體時，除了由導體電阻產生的焦耳熱之外，導體還要放出或吸收熱量，在溫差為△T的導體兩點之間，其放熱量或吸熱量為：
Qτ=τ.I.△T
Qτ為放熱或吸熱功率
τ為湯姆遜係數
△T為溫度梯度
以上的理論直到本世紀五十年代，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，於一九五四年發表了研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體有良好的製冷效果，這是最早的也是最重要的熱電半導體材料，至今還是溫差製冷中半導體材料的一種主要成份。
半導體制冷片製冷原理
原理圖
半導體制冷片（TE）也叫熱電製冷片，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，無製冷劑汙染的場合。
半導體制冷片的工作運轉是用直流電流，它既可製冷又可加熱，透過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現製冷或加熱，這個效果的產生就是透過熱電的原理，上圖就是一個單片的製冷片，它由兩片陶瓷片組成，其中間有N型和P型的半導體材料（碲化鉍），這個半導體元件在電路上是用串聯形式連線組成. 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後，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透過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定。製冷片內部是由上百對電偶聯成的熱電堆（如右圖），以達到增強制冷（制熱）的效果。以下三點是熱電製冷的溫差電效應。
1、塞貝克效應（SEEBECK EFFECT）
一八二二年德華人塞貝克發現當兩種不同的導體相連線時，如兩個連線點保持不同的溫差，則在導體中產生一個溫差電動勢： ES=S.△T
式中：ES為溫差電動勢
S（?）為溫差電動勢率（塞貝克係數）
△T為接點之間的溫差
2、珀爾帖效應（PELTIER EFFECT）
一八三四年法華人珀爾帖發現了與塞貝克效應的效應，即當電流流經兩個不同導體形成的接點時，接點處會產生放熱和吸熱現象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。
Qл=л.I л=aTc
式中：Qπ 為放熱或吸熱功率
π為比例係數，稱為珀爾帖係數
I為工作電流
a為溫差電動勢率
Tc為冷接點溫度
3、湯姆遜效應（THOMSON EFFECT）
當電流流經存在溫度梯度的導體時，除了由導體電阻產生的焦耳熱之外，導體還要放出或吸收熱量，在溫差為△T的導體兩點之間，其放熱量或吸熱量為：
Qτ=τ.I.△T
Qτ為放熱或吸熱功率
τ為湯姆遜係數
I為工作電流
△T為溫度梯度
以上的理論直到本世紀五十年代，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，於一九五四年發表了研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體有良好的製冷效果，這是最早的也是最重要的熱電半導體材料，至今還是溫差製冷中半導體材料的一種主要成份。