热电制冷使用的是半导体材料，是一种基于塞贝克效应、帕尔贴效应、汤姆逊效应产生的一种新型制冷技术。热电制冷的原理是两种不同的半导体材料形成回路后施加电场，由于两种材料的电子密度不同，电子在两种材料间移动时经过接触点时会产生电子扩散，在接触点必然会与周围环境进行能量交换以满足能量守恒，半导体材料一端释放热量，另一端吸收热量，由此形成制冷系统。

热电制冷没有机械部件，不会产生噪声，只有两个半导体构成因此稳定性和可靠性都很高。如果将连通热电材料的电流转换方向后，就可以进行制热。半导体制冷片的热惯性很小，在热端载热良好冷端空载的情况下，不到一分钟的通电时间，制冷片就可以达到很大温差。这种制冷方式不需要制冷剂，也就不存在对环境影响的问题。它的温度控制特别好，误差可以达到± 0.1℃，但制冷量很小，很适用于高精密的小仪器，常用于医疗设备和测量设备中。钱小龙通过热电制冷技术在电子器件散热的数值分析，发现电子散热系统效率受到多个参数的影响，并且这些参数相互制约。

热电制冷的制冷效率比较低，只能达到 0.1 ～ 04， 热电制冷效率低的原因就是受到了热电材料的限制，同时也制约了热电制冷在各个领域的进一步发展。丁露等通过对热电材料的几何机构仿真模拟，得到增加热电材料长度、减小截面积并且增加金字塔台结构的倾斜角可以增大热电制冷的制冷效果。目前，热电制冷的研究趋于对热电材料的研究，通过找到更好的材料来提升制冷量和制冷效率。

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