半导体制冷技术主要应用于一下四个方面:
(1)半导体制冷冰箱 采用半导体制冷技术的冰箱没有管道回路系统,机身体积小,方便携带,一般用于办公室或者宿舍等空间比较小的场景或者旅行用冰柜等,相比采用传统技术的小型冰 箱,采用半导体制冷技术的小型冰箱具有制冷性能高,损耗功率小的优势。
(2)半导体制冷空调 采用半导体制冷技术的空调一般都用于某些交通工具内,比如飞机机舱,列车的车厢,还有一些潜水艇,在这些场景中,空间都相对比较小,因此半导体制冷空调的优势 可以得到充分的利用。
(3)电子器件冷却 半导体制冷在这种情况下一般都是给一些工作过程中发热严重的电子器件进行降温冷却,比如 CPU、芯片等,还应用于一些航空航天装置。
(4)生物、医学方面 在生物医学方面,半导体制冷主要应用于可控温度的显微镜载物台、外科手术、冷
冻止血以及低温储存药物等。 除了上述这些方面,半导体制冷技术在其他一些领域也有具体应用,例如红外技术、温度测量、高精密仪器、工业中气体含水测定等。[3]
2.2 国内外半导体制冷的研究方向
综合国内外半导体制冷的研究来看,现在半导体制冷技术的理论研究方面基本已经 成熟,结合目前的发展现状,半导体制冷的有关探索方向一共有两个,一个是半导体制 冷材料的研究,另一个就是如何将半导体材料的制冷效果发挥到最佳。研究人员通常把 这两相结合到一起来进行研究。近几年来也有研究以太阳能作为半导体制冷片的能源来 进行供电,这样可以大幅度节省能源。这项技术虽然制造成本比较高,但是日常运行起 来的消耗很低。相信研究人员的努力有一天会让半导体进入一个崭新的发展阶段[3]。
2.3 半导体制冷的基本原理
半导体制冷利用了塞贝克效应的逆反映——珀尔帖效应。首先介绍一下什么是塞贝 克效应。塞贝克效应就是在两种不同金属组成的闭合线路中,如果保持两接触点的温度 不同,就会在两接触点间产生一个电势差,我们称之为接触电动势。同时,闭合线路中 会有电流流过,称为温差电流。而反过来,在两种不同金属组成的闭合线路中,若通上 直流电,就会使一个接点吸热,另一个接点放热,这就是珀尔帖效应。如图 2-1 所示, 两种不同类型的半导体一端通过铜片连接在一起,另一端分别连接直流电源的两极,这 样吸热的一端温度就会降低,放热的一端温度就会升高。