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半导体电子制冷原理

半导体电子制冷又称热电制冷,或者温差电制冷,它是利用“帕尔帖效应”的一种制冷方法,与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。

1843年,法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝,再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上,通电后,他惊奇的发现一个接头变热,另一个接头变冷;这个现象后来就被称为“帕尔帖效应”。

 “帕尔帖效应”的物理原理为:电荷载体在导体中运动形成电流,由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,就会释放出多余的热量。反之,就需要从外界吸收热量(即表现为制冷)

所以,“半导体电子制冷”的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差,即热电势差。纯金属的导电导热性能好,但制冷效率极低(不到1%)。半导体材料具有极高的热电势,可以成功的用来做小型的热电制冷器。.

经过多次实验,科学家发现:P型半导体(Bi2Te3-Sb2Te3)和N型半导体 (Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差最大,应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果。 

电子冰箱简单结构为:将P型半导体,N型半导体,以及铜板,铜导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,回路由   12V直流电供电,接通电流后,一个接点变冷(冰箱内部),另一个接点散热(冰箱后面散热器)。

半导体电子制冷的优点为:

1、结构简单,部件少,维修方便

2、无机械传动部件,无磨损,无噪音,寿命长

3、无需制冷剂制冷(压缩式和吸收式都需要),绝对环保

4、效率高,耗电量低(在100W以下,耗电量只有压缩式和吸收式的一半)