半導體制冷的技術模型是珀爾帖效應，其機理主要是電荷載體在不同的材料中處于不同的能量級，在外電場的作用下，電荷載體從高能級的材料向低能級的材料運動時，便會釋放出多余的能量。反之，電荷載體從低能級的材料向高能級的材料運動時，需從外界吸收能量。能量在不同材料的交接面以熱的形式放出或吸收。金屬材料的珀爾帖效應較微弱，而半導體材料的珀爾帖效應則強得多，所以在實際工程中采用半導體制冷。

技術特點

與壓縮式制冷機相比，半導體制冷器具有以下優(yōu)點：

(1)無運動部件，因而工作時無噪聲，無磨損、壽命長，可靠性高。

(2)不使用制冷劑，故無泄漏，對環(huán)境無污染。

(3)半導體制冷器參數不受空間方向的影響，即不受重力場影響，在航天航空領域中有廣泛的應用。

(4)作用速度快，工作可靠，使用壽命長，易控制，調節(jié)方便，可通過調節(jié)工作電流大小來調節(jié)器制冷能力。也可通過切換電流的方向來改變其制冷或供暖的工作狀態(tài)。

(5)尺寸小，重量輕，適合小容量、小尺寸的特殊的制冷環(huán)境。

半導體制冷器雖有許多優(yōu)點，但也有一些缺點有待克服。

(1)在大制冷量的情況下，半導體制冷器的制冷效率比機械壓縮式冷凍機低。因此，半導體制冷器只能用作小功率制冷器。

(2)電偶對中的電源只能使用直流電源，如果使用交流電源，就會產生焦耳熱，達不到吸熱降溫的目的。

(3)電偶堆元件采用高純稀有材料，再加上工藝條件尚未十分成熟，導致元件成本比較高，目前還不能在普通制冷領域廣泛使用。

半導體制冷技術的應用

半導體制冷器作為先進的無污染制冷器材，將在工農業(yè)、醫(yī)療、科研、國防等領域得到廣泛的應用。

(1)在電子工業(yè)中，半導體制冷器作為低溫溫度穩(wěn)定器，可用來提高電子元器件的性能。例如，在半導體制冷器產生的低溫環(huán)境中，紅外探測器性能明顯提高，即響應時間縮短，靈敏度提高，響應波長展寬，背景噪音下降；光電倍增管暗電流和噪聲降低；石英晶體振蕩頻率穩(wěn)定等等。

(2)半導體制冷器作為一種冷源，可以代替干冰，實現無冷媒的冷源，用于測量、控制和提高工藝性能。例如，在真空擴散泵中采用冷阱，真空度可提高一個數量級。在實驗室中，半導體制冷器用于樣品的凝固點、濁點分析和測定時，可對任意點進行簡易可靠的溫度控制，減小了通常用冰、二氧化碳干冰或機械制冷所帶來的麻煩。

(3)半導體制冷器可用于氣象學中的露點溫度測定、照片及x光底片定影顯影、材料行業(yè)的低溫物理性能實驗、工業(yè)氣體含水量的測定與控制等。

(4)在醫(yī)療和臨床上，病理半導體冷凍機已得到廣泛的應用。因此，手術病理報告十幾分鐘就可做出(常規(guī)石蠟切片一般要23天)，大大提高了診斷周期，為外科醫(yī)生及時確定手術方案提供了可靠的依據。在腦外顱腦降溫帽、眼科白內障摘除器、半導體冷凍刀、皮膚冷凍治療中也得到應用。用半導體制冷器可制作冷熱一體箱，即將冷端做成冰箱，熱端做成溫箱，實現一機兩用，節(jié)省能源。用半導體制冷器做成的藥用半導體冷藏箱，可以很好的保存血漿、疫苗、血清、藥品等。

(5)計算機主板上的CPU正常工作時就會散發(fā)熱量，多數采用小風扇降溫，噪音較大。如果將小風扇改為半導體制冷器，降溫效果會更好。

(6)半導體制冷器也使用在車輛、核潛艇、驅逐艦、深潛器、減壓艙、地下建筑等特殊環(huán)境下的空調、冷藏和降濕裝置。隨著制冷性能的不斷提高，成本逐漸降低，半導體制冷器必將得到廣泛的應用。