半導(dǎo)體制冷器的發(fā)展史：半導(dǎo)體制冷器最早出現(xiàn)于1960年左右，其理論基礎(chǔ)可追溯到19世紀(jì)。這現(xiàn)象最早是在1821年，由一位德國科學(xué)家ThomasSeeback首先發(fā)現(xiàn)，不過他當(dāng)時做了錯誤的推論，并沒有領(lǐng)悟到背后真正的科學(xué)原理。
到了1834年，一位法國表匠，同時也是兼職研究這現(xiàn)象的物理學(xué)家JeanPeltier，才發(fā)現(xiàn)背后真正的原因，這個現(xiàn)象直到近代隨著半導(dǎo)體的發(fā)展才有了實際的應(yīng)用，也就是[致冷器]的發(fā)明（注意，這時叫致冷器，還不叫半導(dǎo)體致冷器）。
一、半導(dǎo)體制冷器原理
1、半導(dǎo)體制冷的物理基礎(chǔ)
半導(dǎo)體制冷又稱為熱電制冷（Thermoelectric cooler）或溫差電制冷。當(dāng)直流電流通過具有熱電轉(zhuǎn)換特性的導(dǎo)體組成的回路時具有制冷功能，這就是所謂的熱電致冷，由于半導(dǎo)體材料具有非常好的熱電能量轉(zhuǎn)換持性，因此，熱電制冷又稱為半導(dǎo)體制冷。半導(dǎo)體制冷是基于帕爾貼效應(yīng)、塞貝克效應(yīng)、焦?fàn)栃?yīng)、湯姆遜效應(yīng)和傅里葉效應(yīng)五種效應(yīng)建立起來的新型制冷技術(shù)。
（1）帕爾貼效應(yīng)
當(dāng)電流通過由不同材料導(dǎo)體組成的回路時，在導(dǎo)體的連接處，會發(fā)生吸熱和放熱現(xiàn)象。這時吸收和放出的熱量就是帕爾貼熱?；芈返囊欢藶槲鼰?，而另一端為放熱。
（2）塞貝克效應(yīng)
將兩種不同的材料和溫度的導(dǎo)體相連接并組成回路時，這個回路之中就會產(chǎn)生電流，這就叫做塞貝克效應(yīng)，這與帕爾貼效應(yīng)是相逆的。
（3）焦?fàn)栃?yīng)
焦?fàn)栃?yīng)是指當(dāng)通過電流時，金屬導(dǎo)體內(nèi)部的熱量與通過金屬導(dǎo)體的電流平方成正比。
（4）湯姆遜效應(yīng)
當(dāng)不同金屬材料組成的閉合回路接入電流時，不僅會有賽貝爾效應(yīng)和帕爾帖效應(yīng)，還會產(chǎn)生一種湯姆遜效應(yīng)，產(chǎn)生的熱為湯姆遜熱。
（5）傅里葉效應(yīng)
在金屬材料中，沿著某固定方向的熱傳導(dǎo)過程叫做傅里葉效應(yīng)，熱傳導(dǎo)是不可逆的，且垂直方向的面積與垂直方向上溫度差的乘積成正比。
2、半導(dǎo)體制冷原理
半導(dǎo)體制冷就是帕爾貼效應(yīng)在半導(dǎo)體材料上的成功應(yīng)用，半導(dǎo)體有 N型半導(dǎo)體和P 型半導(dǎo)體之分，N型半導(dǎo)體含有多余的電子，因此含有負(fù)溫差電勢，而 P型半導(dǎo)體中電子不足，有多余的空穴，因此含有正的溫差電勢，把一只 N型半導(dǎo)體元件和一只 P型半導(dǎo)體元件聯(lián)結(jié)成為一個熱電偶，形成一個P-N結(jié)，當(dāng)有直流電通過這個P-N結(jié)時，由于溫差電勢的存在，就會產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，也就是在結(jié)點處，會和外界環(huán)境進(jìn)行能量的交換。
從微觀來看，當(dāng)圖1接通電路的直流電源后，在冷端接頭處，電流方向是N→P，P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)體中的自由電子做離開接頭的背向運動在接頭處，這種運動使P型半導(dǎo)體中的部分電子變成了自由電子，同時在P型半導(dǎo)體中留下了相應(yīng)的空穴，電子與空穴是同時存在的。新產(chǎn)生的自由電子會通過金屬的接觸點進(jìn)入到N型半導(dǎo)體中，此時的自由電子與金屬接觸點的電位差方向是相反的。電子會通過金屬接頭時放出能量，需要注意的是，產(chǎn)生的自由電子和空穴對所吸收的能量比他們通過接口所放出的能量要大很多，因此這處接頭就為熱端。同樣如此，N型半導(dǎo)體內(nèi)也會產(chǎn)生自由電子和空穴對，此時，N型半導(dǎo)體內(nèi)新產(chǎn)生的空穴會通過金屬接著進(jìn)入到P型半導(dǎo)體內(nèi)部，電子也會在金屬接頭產(chǎn)生能量，而此時吸收的能量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子經(jīng)過金屬接頭時放出的能量，此處接頭就變?yōu)槔涠讼蛲饨缥鼰帷Ｒ簿褪钦f半導(dǎo)體制冷器同時存在熱端和冷端，而我們在使用時，常常只用到冷端。
二、半導(dǎo)體制冷器的優(yōu)缺點
1、半導(dǎo)體制冷器的優(yōu)點
（1）半導(dǎo)體制冷器在制冷時并不需要氟利昂之類的制冷劑，就可以連續(xù)工作，因此是一種非常環(huán)保的制冷技術(shù)；
（2）半導(dǎo)體制冷器是基于半導(dǎo)體技術(shù)的制冷技術(shù)，內(nèi)部沒有旋轉(zhuǎn)器件，避免了噪音、震動，使用方便，安裝便捷，維修方便；
（3）半導(dǎo)體制冷片工作時，制冷和加熱是同時存在的，雖然制冷效率不算，但是，制冷和加熱分立開來，非常適用于需要同時加熱和制冷的應(yīng)用場合；
（4）半導(dǎo)體制冷片的制冷控制方式是電流控制，可以實現(xiàn)高精度的溫度控制，加個適當(dāng)?shù)臏囟葴y量單元和控制芯片，便可以很容易實現(xiàn)高精度溫度測量和控制系統(tǒng)；
（5）通常半導(dǎo)體制冷器的尺寸較小，因此，制冷和制熱的響應(yīng)速度非?？欤谕ǔＧ闆r下，通過幾十秒，制冷片的熱端和冷端就能達(dá)到最大溫差；
（6）半導(dǎo)體制冷器的單級制冷單元的功率不大，不僅適用于對功率要求不大的場合，如果把許多個制冷單元進(jìn)行組合形成制冷系統(tǒng)，那么制冷功率是很大的，功率可以達(dá)到上萬瓦，因此制冷的范圍很廣。
2、半導(dǎo)體制冷器的缺點：
（1）半導(dǎo)體制冷器的制冷效率較低；
（2）通常只能使用直流電源對半導(dǎo)體制冷器進(jìn)行控制；
（3）半導(dǎo)體制冷片的元件采用高純稀有材料，再加上工藝條件尚未十分成熟，導(dǎo)致元件成本比較高。
三、半導(dǎo)體制冷器應(yīng)用
目前半導(dǎo)體制冷器在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用：
1、可以電腦散熱，兩個水冷頭和兩塊半導(dǎo)體制冷片來個合影，兩塊半導(dǎo)體制冷片通過導(dǎo)熱銅塊給CPU冷卻，水冷頭則給半導(dǎo)體制冷片的熱端降溫，從而達(dá)到把CPU溫度控制在室溫甚至零度以下的目的；
2、比如在工業(yè)方面，使用熱電制冷技術(shù)檢測冷塊作為零度基準(zhǔn)點；
3、在醫(yī)療衛(wèi)生方面，運用半導(dǎo)體制冷技術(shù)可對病人進(jìn)行全身或者局部快速的降溫，對外科手術(shù)中進(jìn)行冰凍麻醉；
4、在軍事領(lǐng)域，半導(dǎo)體制冷器可以用于冷卻導(dǎo)彈裝置中產(chǎn)生的熱量；
5、在氣象領(lǐng)域，半導(dǎo)體制冷器也用于露點儀測量露點時把周圍空氣的降溫