热电制冷
已知的热电制冷最低温度
已知的热电制冷最低温度你知道吗，热电制冷这个东西，说起来其实挺神奇的，特别是它能把温度降到多低！咋说呢，热电制冷听起来是不是像个啥高科技名词？打个比方，它就像一个超级聪明的小冰箱，悄无声息地带走热量，然后在你不知不觉中给你带来凉爽。
你肯定会好奇，它到底能冷到什么程度？咱就给你掰扯掰扯。
一般来说，热电制冷技术能够做到的最低温度大概是零下几十度，具体得看你用的是哪种热电材料。
说起最低温度，想象一下你在酷热的夏天，一出门就像进了蒸笼，汗水瞬间淌成小河，这时候要是有个小热电制冷器给你带来点儿冰凉的感觉，那就跟夏日里的清风一样舒服。
可你问，热电制冷到底能把温度降到多低呢？热电制冷器的最低温度通常是零下几十度，像零下30度、零下40度这种温度，还能更低，甚至达到零下100度，牛不牛？但是，说到这么低的温度，也有个小小的限制。
热电制冷技术虽说有点儿“神仙”味儿，但它也不是万能的，想要降得非常低，得有特别好的热电材料和设计，不然你就别想把温度搞得像冰箱里那样严寒。
打个比方，它的降温能力就像是个老将军，虽然能打得一场漂亮的仗，但也有体力不支的时候。
所以，要想让热电制冷器保持超低温，还得靠不断的技术突破和创新。
说实话，热电制冷器的魅力就在于它不像传统的制冷设备那样要用冰箱里的压缩机，没啥噪音，也没啥污染，工作起来基本就是悄无声息地运作。
它只需要电源输入，啥都不需要，既环保又低调，真是神仙配置。
你不觉得这就像是一个隐形的超级英雄，默默守护着你，不争不抢，但做事却比任何人都认真？不过，虽然它这么能降温，但也得看它的“身手”——就是说，它能降多低，取决于它的功率和周围环境的温差。
所以，太低的温度，通常需要更多的能量和更好的设计。
那你是不是好奇，热电制冷会不会有“冷却到死”的问题呢？放心，它没那么夸张。
技术再牛逼，也不会把你“冻死”在那。
热电制冷器的温度控制系统相当智能，根本不用担心温度过低的危险，它会在合适的范围内稳定工作。
热电制冷的原理
热电制冷的原理
热电制冷是一种利用热电效应实现制冷的技术。
热电效应是指在由两种不同材料组成的电热偶中，在一个温度梯度的作用下会产生电势差。
当电流通过电热偶时，由于这个电势差的存在，会引起电热偶的一端冷却，而另一端升温。
热电制冷的工作过程可分为两个循环：热循环和电循环。
在热循环中，热电制冷系统的散热端与冷却端之间存在着一定的温度梯度。
冷却端与环境接触，吸收热量并将温度降低，而散热端与散热器接触，释放热量并将温度升高。
通过这种方式，热循环完成了冷热转换。
在电循环中，通过外部电源对电热偶施加电压，使热循环中的热量流动反向。
具体来说，电压的作用使电热偶处于一个非平衡态，导致热子在热电偶中移动，从而使得一端吸收热量，另一端释放热量。
这样，热电制冷系统的散热端变成了冷却端，冷却端变成了散热端，实现了冷热转换。
通过不断循环热循环和电循环，热电制冷系统可以持续地将热量从冷却端转移到散热端，从而实现制冷效果。
与传统的制冷方式相比，热电制冷技术具有结构简单、无需制冷剂和机械部件、无需运动部件等优点，因此在一些小型制冷设备中得到广泛应用。
热电制冷的原理及应用实例
热电制冷的原理及应用实例1. 热电制冷的原理热电制冷（thermoelectric cooling）是一种通过热电效应实现制冷的技术。
热电效应是指当两种不同材料的接触面存在温度差时，由于电子的迁移，会产生一个电势差。
热电制冷就是利用这种热电效应将热量从一个物体传递到另一个物体，从而实现冷却的过程。
热电制冷的原理可以通过以下几个步骤来解释：1.首先，热电制冷器由两种不同的材料（通常是P型和N型的半导体材料）组成。
这两种材料之间形成了一个所谓的热电偶。
2.当电流通过热电偶时，由于这两种材料之间的温度差异，电子会从高温一侧向低温一侧移动。
这导致了高温一侧电子的过量，产生了一个电势差，即热电效应。
3.然后，根据热电效应的原理，电势差会导致热量从高温一侧传递到低温一侧。
这个过程是通过电子的迁移和传导导热完成的。
4.最后，通过将低温一侧与外部环境接触，热能可以被散发出去，实现了制冷效果。
2. 热电制冷的应用实例热电制冷技术在很多领域都有广泛的应用。
下面介绍一些热电制冷的应用实例：2.1 电子设备冷却现代电子设备通常在工作时会产生大量的热量，为了保持设备的正常运行，需要对其进行冷却。
热电制冷技术可以在电子设备中使用，通过在集成电路上放置热电偶，将热量从电子设备传递到散热片，从而实现冷却效果。
这种方法具有体积小、无噪音、可靠性高等优点。
2.2 空调和制冷设备热电制冷技术可以用于小型的空调和制冷设备。
相比于传统的压缩机制冷技术，热电制冷技术更加简单、节能、无霜冻和无需维护。
因此，它被广泛应用于一些小型房间空调、车载冰箱、微型制冷箱等场景。
2.3 光学设备冷却在一些对温度要求非常高的光学设备中，如红外线探测器和激光器等，需要将设备冷却到极低的温度，以提高设备的性能和寿命。
热电制冷技术能够提供高精度的温度控制，并且可以应用于高温差环境下，因此被广泛用于光学设备的冷却领域。
2.4 汽车座椅冷却现代汽车座椅通常具有加热和通风的功能，为乘坐者提供舒适的体验。
热电制冷
热电制冷————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：热电制冷热电效应（Peltier–Seebeck效应）是温度差与电压之间的直接转换，反之亦然。
当每边有不同的温度时，热电装置产生的电压。
反之，当施加给它电压时，它会产生一个温差。
在原子尺度，温度梯度导致材料中的载流子从热端向冷端扩散，类似于古典的气体受热膨胀，因此产生电流。
这种效应可以用来发电、测量温度或改变物体的温度。
由于加热和冷却的方向是取决于施加电压的极性，因此，热电装置是一种有效的温度控制器。
Seebeck效应：温差—→电压 (b) Peltier效应：电压—→温差热电效应（Peltier–Seebeck效应）Seebeck效应：1821年， Seebeck发现，在两种不同金属组成的闭合线路中，如果两接触点的温度不同，其周围使指南针磁铁偏转。
Seebeck最初认为这是由于温差所引起的磁性所致。
进一步实验后，他很快就发现这是由于温差所引起的电流导致的磁铁偏转，而且符合电流感应定律。
更具体地说，温差产生一个电势（电压），它在封闭的回路中产生电流，这种效应被称为Seebeck效应。
Thomas Johann Seebeck, German（1770-1831）Seebeck效应产生的电压与两种材料之间交界处的温度差成正比。
该比例常数被称为Seebeck系数，也通常称为热电势或热电。
该Seebeck 电压不依赖于沿两种材料在两个交界处之间的温度分布。
这种效应是一个热电偶温度计的测温物理基础。
塞贝克效应 (发电)Peltier效应：1834年，法国人Peltier发现，当直流电流通过两种不同导电材料组成的闭合线路时，就会使一个接点变冷，另一个变热。
为了实际应用中加大制冷量，会在两个板块之间安装多组电堆，一块板被冷却，另一块被加热。
Jean Charles Athanase Peltier, French (1785-1845)Peltier效应 (制冷)半导体材料内部结构的特点，决定了它产生的温差电现象比其他金属要显著得多。
tec制冷效率
TEC制冷效率一、TEC制冷技术简介TEC制冷技术，即半导体制冷技术，也被称为热电制冷技术，是一种利用热电效应实现热量转移的制冷方法。
这种技术的基本原理是帕尔兹效应，即当直流电通过由两种不同导体组成的回路时，由于电子的扩散作用，在两个导体之间会产生电势差，这种现象被称为塞贝克效应。
利用这个效应，当电流通过由N型和P型半导体组成的回路时，就会在半导体中产生热量转移的现象。
二、TEC制冷效率的原理TEC制冷效率的原理基于热电效应，当直流电通过TEC制冷器时，不同导体的接头处会产生温差，从而实现热量的转移。
这种转移是高效的，因为它是直接将电能转化为热能的过程，不需要使用任何机械运动或液态工质，因此噪音和震动都较小。
三、影响TEC制冷效率的因素影响TEC制冷效率的因素有很多，其中包括：●材料的热电性能：热电材料的塞贝克系数、电导率等参数对TEC制冷效率有直接影响。
一般来说，塞贝克系数越高、电导率越好的材料，其制冷效率也越高。
●散热条件：TEC制冷器的散热效果对制冷效率有很大影响。
如果散热不良，热量无法及时散出，会导致制冷效率下降。
●工作电流：工作电流的大小也会影响TEC制冷效率。
电流过大或过小都会使制冷效率降低。
●环境温度：环境温度对TEC制冷效率也有影响。
环境温度过高或过低都会使制冷效率降低。
四、提高TEC制冷效率的方法为了提高TEC制冷效率，可以采取以下方法：●选择热电性能优秀的材料：选择塞贝克系数高、电导率好的材料可以提高TEC制冷效率。
目前，碲化铋基材料是最常用的热电材料之一，其塞贝克系数和电导率都较高。
●优化散热设计：加强散热设计，使TEC制冷器能够快速地将热量散出，从而提高制冷效率。
可以采用增大散热面积、增加散热风扇等方式。
●控制工作电流：根据TEC制冷器的实际情况，合理控制工作电流的大小，使其处于最佳的工作状态，从而提高制冷效率。
●环境温度控制：保持适宜的环境温度也是提高TEC制冷效率的有效方法。
热电制冷工作原理
热电制冷工作原理热电制冷技术是一种通过热电材料的特殊性能来实现冷却的技术。
它具有环境友好、高效节能的特点，被广泛应用于冰箱、空调等领域。
本文将介绍热电制冷的工作原理及其应用。
一、热电制冷的基本原理热电制冷是基于热电效应而实现的一种制冷方法。
热电效应是指在一些特定的材料中，当材料两端存在温差时，会产生电压差，从而产生电流。
而根据热电效应的反转性，当在热电材料中加上电压时，会产生温差，实现热传导。
基于这种特性，热电制冷通过在热电材料上施加电压差来调节温度，并实现冷却效果。
二、热电效应的应用热电效应主要应用在热电材料中的半导体材料上，如铋锑(Bi-Sb)合金、硒铋(Sb2Te3)等。
这些材料具有良好的热电性能，可在温差存在时产生较大的热电效应。
热电制冷器件通常由热电材料片和金属电极组成，通过施加电压将热电材料片分为热端和冷端，从而实现冷却效果。
三、热电制冷的工作过程热电制冷的工作过程可以分为四个基本步骤：加热端吸热、冷端排热、外电源供电、制冷效果。
1. 加热端吸热：在热电制冷器件中，加热端位于需要冷却的物体附近，通过与物体接触来吸收热量。
当加热端与物体接触时，热电材料片中的温度会升高，同时产生电压差。
2. 冷端排热：冷端则位于制冷器设备的散热器上，通过与散热器接触来排放热量。
由于冷端的温度较低，热电材料片中的热量会通过散热器散发出去。
3. 外电源供电：为了保持热电制冷器件的工作状态，需要向热电材料施加一个电压，一般为直流电源提供的电压。
电压的正负极性决定了热电制冷器件的制冷方向，即通过控制正负电压来实现制冷和加热。
4. 制冷效果：通过施加电压，热电制冷器件会产生温差，并通过热传导来实现冷却效果。
电压差越大，温差越大，制冷效果越好。
四、热电制冷的应用领域热电制冷技术在许多领域都有着广泛的应用。
其中最常见的是家用电器领域，如冰箱、空调等。
热电制冷技术在这些设备中的应用，可以提高能源利用效率，减少对环境的伤害。
热电制冷的名词解释
热电制冷的名词解释热电制冷（Thermoelectric Cooling）是一种利用材料的热电效应来实现温度控制的技术。
所谓热电效应是指在两种不同导电性质的材料之间，当这两个材料的一端温度不同时，将产生电压差。
这个电压差可以用来驱动电流流动，通过热电效应将热量从一边转移到另一边，从而实现温度的控制。
热电制冷技术是一种非常重要的能源转化技术，可以应用在多个领域，包括电子设备散热、光伏电池和热能回收等方面。
对于小尺寸的电子设备来说，热量的产生对其正常运行的影响很大。
因此，热电制冷技术被广泛应用于电子设备的散热，可以有效地降低设备的温度，提高设备的稳定性和工作效率。
另一个应用领域是光伏电池。
光伏电池一般工作在高温环境下，高温会导致其转化效率的降低。
而热电制冷技术可以有效地将多余的热量转移到其他地方，从而降低光伏电池的温度，提高其转化效率。
此外，热电制冷技术还可以应用于热能回收领域。
在许多工业过程中，会产生大量的热量。
传统的热能回收技术往往效率较低，而热电制冷技术能够将这些废热转化为有价值的电能。
通过热电制冷技术，不仅可以实现能源的有效利用，还可以减少环境污染。
在热电制冷技术的实现过程中，材料的选择扮演着关键的角色。
目前常用的热电材料主要包括铋碲化物、锗硅合金、铋锡合金等。
这些材料具有较高的热电效应，可以通过热电效应将热量转化为电能。
此外，热电制冷技术的发展还面临一些挑战。
一个主要的问题是效率问题。
目前，热电制冷的效率相对较低，只能在一定范围内实现温度的控制。
为了提高热电制冷的效率，需要开发新的热电材料，并改进现有材料的性能。
另一个挑战是成本问题。
目前，热电制冷技术的成本相对较高。
为了降低成本，需要提高材料的制备工艺，并采用更有效的组装技术。
总之，热电制冷技术是一项具有潜力的能源转化技术，可以在电子设备散热、光伏电池和热能回收等领域发挥重要作用。
随着材料科学和制备技术的发展，相信热电制冷技术将会有更广泛的应用前景，并对节能减排和可持续发展做出积极贡献。
热电制冷原理
热电制冷原理热电制冷原理是一种利用热电材料的热电效应来实现制冷的技术。
热电材料是一种特殊的材料，它们能够将热能转化为电能，或者将电能转化为热能。
这种材料的热电效应是基于热电效应原理的，即当两种不同材料的接触处存在温度差时，就会产生电势差，从而产生电流。
这种效应被称为“Seebeck效应”。
热电制冷技术的基本原理是利用热电材料的Seebeck效应，将热能转化为电能，然后再将电能转化为冷能。
具体来说，热电制冷系统由热电材料、热源、冷源和电子控制器组成。
热源和冷源之间通过热电材料连接，当热源和冷源之间存在温度差时，热电材料就会产生电势差，从而产生电流。
这个电流会通过电子控制器进行调节，使得热电材料的温度差保持在一定范围内。
当电流通过热电材料时，它会吸收热量，从而使得冷源的温度下降，实现制冷的效果。
热电制冷技术的优点是非常明显的。
首先，它不需要使用任何制冷剂，因此不会对环境造成任何污染。
其次，它的制冷效率非常高，可以达到传统制冷技术的两倍以上。
此外，热电制冷系统的体积非常小，可以制造出非常小型化的制冷设备，这对于一些特殊的应用场合非常有用。
然而，热电制冷技术也存在一些缺点。
首先，它的制冷能力受到热电材料的限制，因此制冷效果不如传统制冷技术。
其次，热电材料的制造成本比较高，因此热电制冷设备的价格也比较贵。
此外，热电制冷系统的效率也受到环境温度的影响，因此在高温环境下，它的制冷效果会受到一定的影响。
尽管热电制冷技术存在一些缺点，但是它的应用前景非常广阔。
目前，热电制冷技术已经被广泛应用于一些特殊的领域，比如太空探索、电子设备制冷、医疗设备制冷等。
随着热电材料的研究不断深入，热电制冷技术的应用范围也会不断扩大。
热电制冷技术是一种非常有前途的制冷技术。
它的优点是非常明显的，可以为人类社会带来很多好处。
当然，它的缺点也需要我们认真对待，不断进行技术改进和创新，以便更好地发挥它的优势。
相信在不久的将来，热电制冷技术一定会成为制冷领域的一种重要技术。
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1.0 热电制冷的介绍1.1 热电制冷器，也被称为珀尔帖制冷器，是一种以半导体材料为基础，可以用作小型热泵的电子元件。
通过在热电制冷器的两端加载一个较低的直流电压，热量就会从元件的一端流到另一端。
此时，制冷器的一端温度就会降低，而另一端的温度就会同时上升。
值得注意的是，只要改变电流方向，就可以改变热流的方向，将热量输送到另一端。
所以，在一个热电制冷器上就可以同时实现制冷和加热两种功能。
因此，热电制冷器还可以用于精确的温度控制。
1.1.1为了给新用户提供一个热电制冷器制冷量的大致概念，我们首先以一个典型的单级热电制冷器为例。
将这个单级热电制冷器放置在散热器上，使其保持在室温。
然后将其连接在一个适当的电池上或者直流电源上，制冷器的冷端温度会降低到大约-40 ℃。
此时，制冷器上将达到相对热平衡状态，而且制冷器两端将达到最大的温差(D T max)。
如果向冷端不断输入热量，冷端温度会逐渐增加，直到与热端温度相同。
这一时刻，制冷器会达到最大制冷量(Q max）。
1.2热电制冷器与传统的机械式制冷器都遵循相同的热力学法则，并且，尽管两者的组成形式有很大不同，但是其工作原理却是相同的。
在机械式制冷单元中，首先使用压缩机增加液体的压力，使制冷剂在体系中循环流动。
然后，制冷剂在冷冻区固化，在随后的升华过程中吸收热量使冷冻区温度降低。
而在冷冻区被吸收的热量被运输到压缩机，并通过制冷剂压缩这个过程将热量传递给环境。
相对的，在热电制冷系统中，掺杂的半导体材料就充当了液态制冷剂的作用，而冷凝器被散热器所取代，压缩机被直流电源所取代。
通过在热电制冷器上加载直流电源，使半导体中的电子发生运动。
在半导体材料的冷端，热量被电子运动所吸收，这些电子运动到材料的另外一端，即热端。
由于材料的热端连接在散热器上，热量也就从材料体内传到散热器上，然后再被输送到环境中。
1.3尽管商业化的热电制冷器在1960年前后才有所发展，但是热电制冷器的物理理论可以追溯到19世纪早期。
第一个与热电理论相关的重要发现是在1821年由德国科学家托马斯·塞贝克发现的。
他发现，在一个由两种不同金属导体构成的闭合回路中，当两个接头的温度不同时，回路中会有持续的电流流动。
然而，实际上塞贝克没有给出他这个发现的科学解释，并且，他错误的假设热流的流动与电流的流动能够产生相同的效果。
在1834年，一个法国制表师兼物理学家简·珀尔帖在研究塞贝克效应的过程中发现，这一现象具有一个相反的现象，也就是当闭合回路中有电流流动的时候，两个接头之一会吸热，而另一个会放热。
20年后，威廉姆·汤姆逊（即开尔文勋爵）为塞贝克效应和珀尔帖效应提出了一个系统的解释，并建立了两者的关系。
但是此时，对这些现象的研究仍然仅仅局限在实验室中，并没有发现任何实际应用的可能性。
在20世纪30年代，俄罗斯科学家们开始通过研究一些早期的热电效应，试图在一些偏远地区建立热电的发电站。
这些俄罗斯科学家对热电材料的兴趣最终扩展到了全世界，并且激发了热电制冷器在实际应用中的发展。
如今的热电制冷器，主要应用现代半导体技术，使用掺杂的半导体取代了早期实验中的两种不同的金属导体。
1.4 塞贝克、珀尔帖、汤姆逊效应和其他一些现象共同组成了功能性热电制冷器的基础。
下面我们简要介绍一下这些热电效应。
1.4.1塞贝克效应：为了说明塞贝克效应，让我们来看一下图1.1中热电偶闭合环路的简图。
两种金属分别标记为材料X和材料Y。
在典型的测量温度的应用中，热电偶A是作为参比温度而保持在一个相对较低的温度T c。
热电偶B端用来测量所需要的温度T h。
当B端被加热时，在T1和T2两端会出现电压。
这个电压V0，也被称为塞贝克电动势，可以表示为V0=a xy×(T h–T c)。
其中，V0是输出电压，单位是V；a xy代表两种材料的塞贝克系数之差，单位是V/K；T h和T c分别表示热电偶的热端和冷端温度，单位是K。
1.4.2 珀尔帖效应：如果将热电偶的闭合回路改成如图1.2所示，就可以获得一个完全相反的现象，我们称之为珀尔帖效应。
当在两个节点T1和T2输入一个电压V in，回路中会产生一个相应的电流I。
接头A处的热量会被吸收，从而产生一个微弱的制冷现象，而在另一个接头B处，随着热量流入，温度会升高。
鉴于这个效应是可逆的，所以如果将电流反向，热流的方向也随之反向。
珀尔帖效应的数学公式可以表示成：Q c或者Q h=p xy×I其中，p xy代表两种材料x和y的珀尔帖系数之差，单位是V；I是电流，单位是A；Q c和Q h分别代表制冷和加热的速率，单位是w。
随着电流的流动，导体中同时也会产生焦耳热，大小可以用I2R（R是电路中的电阻）表示。
这个焦耳热效应与珀尔帖效应相反，将导致制冷器制冷效果的降低。
1.4.3 汤姆逊效应：当电流在已经存在温差的导体中流动时，热量会被吸收或者被放出。
而电流方向和温差之间的相对关系决定了材料在这个过程中是吸收热量还是放出热量。
这一现象，我们称为汤姆逊效应。
汤姆逊效应在理论研究中非常有趣但是在实际的热电制冷器中却没有太大作用，所以我们一般忽略它。
2.0热电技术的基本原理2.1热电材料：在目前的热电制冷器件中最常用到的半导体热电材料是碲化铋。
目前工业上已经可以通过掺杂得到p型和n型碲化铋块体或者器件单体。
热电材料的制备方法通常是熔体定向晶化法或者粉末压制成型法。
每种制备方法都具有各自的优势，定向生长的方法更为普遍。
除了碲化铋之外，另外还有包括碲化铅，硅锗合金，铋锑合金等体系分别应用在不同的条件下。
图2.1是不同材料的热电优值系数随温度变化的曲线。
从图中，我们可以看出，碲化铋的最大热电优值系数所出现的温度在室温，适合于大多数热电制冷的应用条件。
Figure (2.1) 各种热电材料的热电优值系数与温度变化的曲线示意图2.1.1 碲化铋基热电材料：碲化铋晶体具有很多性能特点，使其成为很好的热电材料。
碲化铋晶体具有天然的各相异性。
这导致碲化铋在平行于c轴方向比垂直于c轴方向的电阻要大四倍。
同时，平行于c轴方向的热导比垂直于c轴方向要大2倍。
也就是说，电阻的各向异性现象比热导要明显，所以，最大的热电优值系数出现在平行于c轴的方向上。
由于这种各向异性，在热电单体组成热电制冷器的过程中，晶体生长方向要平行于每个单体的长度或者高度方向而垂直于陶瓷基底。
另外，碲化铋还有一个与晶体结构有关的有趣特征。
碲化铋晶体是由许多相似的六方层状结构组成的。
碲原子和铋原子层被共价键紧密的结合在一起，而碲原子[Te1]和碲原子[Te1]之间是由相对较弱的范德华键连接的。
因此，碲化铋的解理面是沿着[Te1] [Te1]原子层，这与云母的性质非常相似。
幸运的是，解理面一般是与c轴平行的，所以在热电制冷器中的材料是非常坚固的。
2.1.2通过定向生长得到的碲化铋材料通常是铸锭状态，需要通过切片得到不同厚度的晶圆。
表面进行适当处理以后，这些晶圆被进一步切割，以获得可以组装成热电制冷器的块体。
另外，碲化铋块体，也称为单体，也可以通过粉末压制成型技术制备。
2.2热电制冷器件：实际应用中的热电制冷器一般包括两个或多个半导体电偶臂。
使用导电和导热性都比较好的导流片串联成一个单体。
而一个热电制冷器一般是由一对或者多对这样的单体重复排列而成，从电流通路上看，呈串联方式；从热流通路上看，呈并联方式。
这些单体和导流片通常都被安装在两片陶瓷基板之间。
这些基板的作用是将所有的结构机械性的连接在一起，并且保持每个单体与其它结构和外界焊接面之间相互绝缘。
当安装好所有的部件之后，这些热电制冷器一般是2.5-50 mm的正方形表面，高度为2.5-5 mm的块体。
Figure (2.2) 典型热电制冷器的结构示意图2.2.1 热电制冷器中需要同时使用p型和n型碲化铋材料。
使用这种排布方法可以保证，在电流沿着p型和n型电偶臂在基片之间来回流动时，热流只是沿着一个方向运动。
通过掺杂使n型材料中产生过量的电子（多于组成完整晶格结构需要的电子数）而在p型材料中产生空穴（少于组成完整晶格结构需要的电子数）。
这些n型材料中的多余电子和p型材料的空穴就是热电材料中负责输运电能和热能的载流子。
图2.2描述的是一个典型的热电制冷器在加载电流之后，热量输送的过程。
大多数热电制冷器是由相同数量的n 型和p型电偶臂所组成的，这里一个p型和一个n型电偶臂组成了一对温差电偶对。
比如说，上图所示的模型里面有两对p型和n型电偶臂，也就是说有两对温差电偶对。
在热电制冷的过程中，热流（被实际吸收在热电制冷器里面的热量）正比于制冷器上加载的直流电流的大小。
通过在0到最大值之间调整加载电流的大小，可以调整和控制热流和温度。
3.0 热电技术的应用3.1热电制冷器具有很广阔的应用领域，包括军事、医疗、工业、日常消费品、科研/实验室和电信行业等。
从家庭野餐时食物和饮料的冷藏柜到导弹或者航空器上面极其精密的温度控制系统，都已经存在许多具体的应用实例。
与普通的散热器不同，热电制冷器既可以在很宽的环境温度范围内保持物体的温度恒定，又可以将物体的温度降低到环境温度以下。
可以说，热电制冷器是一个主动的制冷体系而普通散热器只能提供被动制冷。
一般情况下，热电制冷器可以应用在热量转移量从几毫瓦到几千瓦的范围内。
包括大电流和小电流制冷器在内的大部分单级热电制冷器都可以在每平方厘米表面积上传递最大达到3-6瓦的热量（20-40瓦每平方英寸）。
对于多级热电制冷器而言，从热流通路上看，制冷器的安装方式呈并联方式，从而增加总的热输运效果。
过去，千瓦级的大型热电制冷系统主要应用在一些专门的领域里，比如潜水艇和火车上的制冷系统。
现在已经证明，这种级别的热电制冷系统在半导体生产线上同样具有很高的应用价值。
3.2热电技术的典型应用∙CCD（电荷耦合器件）∙CID（电荷注入器件）∙NEMA垫圈∙半导体晶圆探测器∙冰箱和便携冰箱系统（飞机、汽车、轮船、宾馆、野餐、制药、胰岛素、手机等）∙参比冰点∙参量放大器∙沉浸式制冷器∙持续制冷设备∙除湿器∙低噪音放大器∙电泳电池制冷器∙电子封装制冷∙发电机(小型)∙饭店自动取水机∙惯性制导系统∙光导摄像管制冷器∙光电倍增管防护罩∙航空电子∙黑匣子制冷∙恒温槽∙恒温浴∙红外导弹∙红外辐射定标和黑体源∙红外探测器∙环境分析∙酒柜∙激光二极管制冷器∙激光准直仪∙集成电路制冷∙搅拌制冷器∙紧凑型换热器∙晶圆热特性分析∙精密设备制冷(激光和微处理器)∙冷板∙冷柜∙量热器∙露点湿度计∙切片机制冷∙热密度测量∙热视仪和瞄准器∙热循环系统（DNA和血液分析仪）∙渗压机∙生物学组织制备和储存∙湿化学过程温度控制∙微处理器制冷∙夜视仪∙饮用水和饮料冷却∙自扫描阵列系统.0 热电技术的优点4.1 在一些只需涉及较低或者中等热量传输，但是需要复杂控温的热控过程中，热电制冷器可以提供很大的帮助，而且，在一些特定的情况下它是唯一的选择。