半导体制冷又称温差制冷或热电制冷，这项技术自20世纪50年代末发展起来后，因其具有独特的优点而得到了较广泛的应用。在发达国家，它已用于汽车(或手提式)冰箱、白内障冷冻摘除器、核潜艇空调器、红外制导空对空导弹的红外探测器探头冷却器、照相显影液恒温冷却器、宇航员及坦克乘员的空调服等方面。

工作原理和特点

1834年，法国科学家帕尔帖发现，当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象(具体视电流方向而定)，这种现象被称为帕尔帖效应。

半导体制冷是帕尔帖效应在工程技术上的具体应用。可供制冷用的半导体材料有很多，如PbTe、ZnSb、SiGe、AgSbTez等。衡量半导体材料制冷效率高低的一个主要参数为优值系数Z，Z越大，则效率越高。Z=α2/kρ，式中α为温差电动势，k为热导率，ρ为电阻率。

目前研究使用最多的半导体材料是P－Bi2Te3.Sb2Te3、N－Bi2Te3.Bi2Se3准三元合金，它们具有较好的优值系数。P型半导体材料的优值系数Zp>3.5×10－3k－1，n型半导体材料的优值系数Zn>3×10－3k－1。如要使半导体制冷的经济性达到与机械压缩式制冷相当的水平，则优值系数须达到13×10－3k－1。当前，世界各国都投入了相当大的人力财力致力于开发新型制冷材料，但进展缓慢。
 

半导体制冷特点

半导体制冷技术具有以下特点：
(1)利用特种半导体材料组成PN结进行制冷(或制热)，体积小、重量轻、寿命长、无噪音。
(2)无机械运动、制冷迅速，便于组成各种结构、形状的制冷器。
(3)制冷量可在mW级～kW级变化，制冷温差可达20～150℃范围。
(4)由于无气体工质，不会污染环境，是一种真正的绿色制冷器。
(5)用于制冷时，其效率较低。但用于制热时，其效率相当高。因此综合起来评估时，其效率还是较高的。
(6)目前成本较高，但随着技术的发展及生产工艺的改进，成本会进一步下降。

半导体制冷的应用

在实际应用中，当一级制冷不能达到所需的工作温度时，可用二级或多级制冷进行工作。使用半导体制冷设备时，既要考虑其最大制冷量，又要考虑其最大制冷效率。

半导体制冷设备在最大制冷量下工作，可获得最大的降温，但耗电大；在最大制冷效率下工作，其效率当然最高。一般半导体制冷设备到底在最大制冷量下工作还是在最大制冷效率下工作，视使用要求而定。例如，家用冰箱应在最大制冷效率下工作；而医学冷冻设备应在最大制冷量下工作。