半导体制冷技术简介
传统空调和冰箱制冷技术采用氟利昂或其他化合物制剂来制冷,氟利昂或其他化合物制剂的泄露,对周围环境会造成一定的污染,更主要的是这些制冷剂对大气臭氧层具有强烈的破坏作用,已经相继被淘汰出局。而现代的高科技半导体制冷技术,不需要任何制剂,仅仅利用半导体的帕尔贴效应就能实现制冷。在致力于保护全球环境的今天,研制开发一种性能优越,对环境无害的制冷技术已经成为全球制冷技术科学领域的一个重要话题。所以半导体制冷技术具有广阔的发展前景。导体的热电效应主要包括:塞贝克效应,帕尔贴效应,汤姆逊效应,焦耳效应和傅里叶效应。而半导体制冷技术就是利用了帕尔贴效应。
帕尔贴效应是塞贝克效应的逆效应,帕尔贴效应产生的热量称为帕尔贴热,其大小和回路的电流强度成正比,方向随着电流的方向改变而发生改变,即冷断和热断互换。
其机理主要是电荷载体在不同的材料中处于不同的能量级,在外电场的作用下,电荷载体从高能级的材料向低能级的材料运动时,会释放出多余的能量。反之,电荷载体从低能级的材料向高能级的材料运动时,需要从外界吸收能量。能量在不同材料的交接面以热的形式放出或吸收。金属材料的帕尔贴效应较微弱,而半导体材料的帕尔贴效应则强得多,所以在实际工程中采用半导体制冷。
半导体制冷的主要优点:
(1) 无噪声,无磨损,寿命长
(2) 无制冷剂,绿色环保,对环境无污染
(3) 不受空间方向的影响,航天航空领域有广泛的应用前景
(4) 作用速度快,易于控制
(5) 尺寸小,重量轻,适合小容量,小尺寸的特殊制冷环境。