热电制冷

热电效应（Peltier–Seebeck效应）是温度差与电压之间的直接转换，反之亦然。当每边有不同的温度时，热电装置产生的电压。反之，当施加给它电压时，它会产生一个温差。在原子尺度，温度梯度导致材料中的载流子从热端向冷端扩散，类似于古典的气体受热膨胀，因此产生电流。

这种效应可以用来发电、测量温度或改变物体的温度。由于加热和冷却的方向是取决于施加电压的极性，因此，热电装置是一种有效的温度控制器。

Seebeck效应：温差—→电压 (b) Peltier效应：电压—→温差

热电效应（Peltier–Seebeck效应）

Seebeck效应：

1821年， Seebeck发现，在两种不同金属组成的闭合线路中，如果两接触点的温度不同，其周围使指南针磁铁偏转。Seebeck最初认为这是由于温差所引起的磁性所致。进一步实验后，他很快就发现这是由于温差所引起的电流导致的磁铁偏转，而且符合电流感应定律。更具体地说，温差产生一个电势（电压），它在封闭的回路中产生电流，这种效应被称为Seebeck效应。

Thomas Johann Seebeck, German（1770-1831）

Seebeck效应产生的电压与两种材料之间交界处的温度差成正比。该比例常数被称为Seebeck系数，也通常称为热电势或热电。该Seebeck电压不依赖于沿两种材料在两个交界处之间的温度分布。这种效应是一个热电偶温度计的测温物理基础。

塞贝克效应 (发电)

Peltier效应：

1834年，法国人Peltier发现，当直流电流通过两种不同导电材料组成的闭合线路时，就会使一个接点变冷，另一个变热。为了实际应用中加大制冷量，会在两个板块之间安装多组电堆，一块板被冷却，另一块被加热。

Jean Charles Athanase Peltier, French (1785-1845)

Peltier效应 (制冷)

半导体材料内部结构的特点，决定了它产生的温差电现象比其他金属要显著得多。因此热电制冷一般采用半导体材料，如碲化铋等。

半导体制冷器的特点：

（1）导体制冷不用制冷剂，故无泄漏、无污染、清洁卫生。

（2）半导体制冷无机械传动部分，无噪声、无磨损、寿命长，可靠性高。

（3）冷却速度与制冷温度可通过改变工作电流的大小任意调节，灵活性很大。

（4）可用改变电流方向来达到冷热端互换的目的，故可用于高低温恒温器。

（5）体积和功率都可做得很小。

（6）制冷效率低。要求的温差越大，所需的级数越多，制冷效率越低。

（7）需要直流电源，增加了半导体制冷器使用的局限性。

（8）焊接强度低。使用的高温范围不高，热端的散热非常重要。

半导体制冷一般用在小型空调器、 小型低温冰箱和低温医疗器具等制冷量较小的场合。