利用半導體什麼的熱電效應可以製冷

㈠ 怎麼利用熱能製冷

太陽能是公認的未來人類最合適、最安全、最綠色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、無污染、安全性好等優點。據有關資料,我國是太陽能資源十分豐富的國家，三分之二的地區年輻射總量大於5020MJ/m2，開發利用太陽能具有很大潛力。利用太陽能驅動空調系統一方面可以大大減少不可再生能源及電力資源消耗，另一方面因較低的耗電減少了因燃燒煤等常規燃料發電帶來的環境污染問題，是當前空調製冷技術領域研究的熱點。

驅動製冷的主要方式
根據不同的能量轉換方式，太陽能驅動製冷主要有以下兩種方式，一是先實現光─電轉換，再以電力製冷；二是進行光─熱轉換，再以熱能製冷。

利用太陽能進行光─電轉換實現製冷的研究

它是利用光伏轉換裝置將太陽能轉化成電能後，再用於驅動半導體製冷系統或常規壓縮式製冷系統實現製冷的方法，即光電半導體製冷和光電壓縮式製冷。這種製冷方式的前提是將太陽能轉換為電能，其關鍵是光電轉換技術，必須採用光電轉換接受器，即光電池，它的工作原理是光伏效應。

太陽能半導體製冷。太陽能半導體製冷是利用太陽能電池產生的電能來供給半導體製冷裝置，實現熱能傳遞的特殊製冷方式。半導體製冷的理論基礎是固體的熱電效應，即當直流電通過兩種不同導電材料構成的迴路時，結點上將產生吸熱或放熱現象。如何改進材料的性能，尋找更為理想的材料，成為了太陽能半導體製冷的重要問題。太陽能半導體製冷在國防、科研、醫療衛生等領域廣泛地用作電子器件、儀表的冷卻器，或用在低溫測儀、器械中，或製作小型恆溫器等。目前太陽能半導體製冷裝置的效率還比較低，COP 一般約0.2～0.3，遠低於壓縮式製冷。

光電壓縮式製冷。光電壓縮式製冷過程首先利用光伏轉換裝置將太陽能轉化成電能，製冷的過程是常規壓縮式製冷。光電壓縮式製冷的優點是可採用技術成熟且效率高的壓縮式製冷技術便可以方便地獲取冷量。光電壓縮式製冷系統在日照好又缺少電力設施的一些國家和地區已得到應用，如非洲國家用於生活和葯品冷藏。但其成本比常規製冷循環高約3～4 倍。隨著光伏轉換裝置效率的提高和成本的降低，光電式太陽能製冷產品將有廣闊的發展前景。

利用太陽能進行光─熱轉換實現製冷的研究

太陽能光熱轉換製冷，首先是將太陽能轉換成熱能，再利用熱能作為外界補償來實現製冷目的。光─熱轉換實現製冷主要從以下幾個方向進行，即太陽能吸收式製冷、太陽能吸附式製冷、太陽能除濕製冷、太陽能蒸汽壓縮式製冷和太陽能蒸汽噴射式製冷。其中太陽能吸收式製冷已經進入了應用階段，而太陽能吸附式製冷還處在試驗研究階段。

太陽能吸收式製冷的研究。太陽能吸收式製冷的研究最接近於實用化，其最常規的配置是：採用集熱器來收集太陽能，用來驅動單效、雙效或雙級吸收式製冷機，工質對主要採用溴化鋰- 水，當太陽能不足時可採用燃油或燃煤鍋爐來進行輔助加熱。系統主要構成與普通的吸收式製冷系統基本相同，唯一的區別就是在發生器處的熱源是太陽能而不是通常的鍋爐加熱產生的高溫蒸汽、熱水或高溫廢氣等熱源。

太陽能吸附式製冷。太陽能吸附式製冷系統的製冷原理是利用吸附床中的固體吸附劑對製冷劑的周期性吸附、解吸附過程實現製冷循環。太陽能吸附式製冷系統主要由太陽能吸附集熱器、冷凝器、儲液器、蒸發器、閥門等組成。常用的吸附劑對製冷劑工質對 有活性炭- 甲醇、活性炭- 氨、氯化鈣- 氨、硅膠- 水、金屬氫化物- 氫等。太陽能吸附式製冷具有系統結構簡單、無運動部件、雜訊小、無須考慮腐蝕等優點，而且它的造價和運行費用都比較低。

㈡ 熱電效應的生活應用

熱電製冷又稱作溫差電製冷，或半導體製冷，它是利用熱電效應（帕爾帖效應）的一種製冷方法。
1834年法國物理學家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲，在將兩根鉍絲分別接到直流電源的正負極上，通電後，發現一個接頭變熱，另一個接頭變冷。這說明兩種不同材料組成的電迴路在有直流電通過時，兩個接頭處分別發生了吸放熱現象。這就是熱電製冷的依據。
半導體材料具有較高的熱電勢可以成功地用來做成小型熱電製冷器。圖1示出N型半導體和P型半導體構成的熱電偶製冷元件。用銅板和銅導線將N型半導體和P型半導體連接成一個迴路，銅板和銅導線只起導電的作用。此時，一個接點變熱，一個接點變冷。如果電流方向反向，那麼結點處的冷熱作用互易。
熱電製冷器的產冷量一般很小，所以不宜大規模和大製冷量使用。但由於它的靈活性強，簡單方便冷熱切換容易，非常適宜於微型製冷領域或有特殊要求的用冷場所。
熱電製冷的理論基礎是固體的熱電效應，在無外磁場存在時，它包括五個效應，導熱、焦耳熱損失、西伯克(Seebeck)效應、帕爾帖(Peltire)效應和湯姆遜(Thomson)效應。
一般的冷氣與冰箱運用氟氯化物當冷媒，造成臭氧層的被破壞.無冷媒冰箱(冷氣)因而是環境保護的重要因素.利用半導體之熱電效應，可製造一個無冷媒的冰箱。
這種發電方法是將熱能直接轉變成電能，其轉變效率受熱力學第二定律即柯諾特效率(Carnotefficiency)的限制.早在1822年西伯即已發現，因而熱電效應又叫西伯效應(Seebeckeffect)。
它不但與兩結溫度有關，且與所用導體的性質有關.這種發電法的優點是沒有轉動的機械部分，不會有磨損現象，故可長久使用，但欲達高效率需要溫度很高的熱源，有時利用數層熱電物質之層疊(cascade或staging)以達高效率的效果.

㈢ 什麼是半導體製冷

導語：半導體這個東西對於大家來說肯能是比較陌生的，因為半導體是一種科研上用的東西，在我們日常生活中是比較少見的。我們日常生活中見到的主要是一些半導體製作的產品，比如說我們常用的半導體收音機以及半導體製作的其他的一些產品。最近幾年來，隨著科技的發展，人們又將半導體用於了製冷技術。那麼到底什麼是半導體呢?半導體製冷技術究竟是什麼樣的呢,它的工作原理是什麼樣的呢?今天小編就來給大家簡單的介紹一下什麼是半導體以及什麼是半導體製冷技術。

什麼是半導體：

要想很好的了解什麼是半導體製冷技術，首先就必須要明確半導體的概念，也就是要知道什麼是半導體以及和半導體相關的一些信息。半導體中的導指的就是是否導電的意思。半導體指的就是在平常的溫度下，在導體和絕緣體之間的材料。半導體既不是導體又是絕緣體，而是介於二者之間的一種神奇的材料。半導體的最大的優點就是它的導電性可以受到人們的控制，人們只要改變溫度就可以改變半導體的導電性，這就是人們青睞半導體的原因之一。

半導體製冷：

半導體因為它的獨特的優點，所以它的作用是非常大的，而且它的用途非常廣泛。半導體用於製冷就是近幾年來人們開發利用半導體的一個很好的例子。半導體材料在最近幾年裡呈現出了迅速發展的趨勢，所以各國科研部門都在加大對於半導體製冷技術的研究。半導體製冷其實是一種熱電製冷，因為熱電器本來就是一種半導體，所以人們把它叫做半導體製冷器。半導體製冷器的製冷效果是非常好的，所以一直是人們青睞的對象。

半導體製冷的應用：

既然半導體製冷器有這么好的效果，這么多的優點，那麼半導體製冷技術都會應用到那些領域呢?接下來小編介紹一下。一般來說半導體的應用領域主要有農業領域、醫療領域以及日常生活等方面。農業方面主要是用來給溫室大棚控制溫度;醫療方面主要是用來研究一些新的技術;日常主要是用來給家用電器降溫。

以上就是小編今天為大家介紹的關於半導體以及半導體製冷的一些介紹。如果大家對半導體製冷感興趣的話，可以了解一下具體的內容。

㈣ 什麼是半導體製冷冰箱

半導體製冷冰箱是由半導體所組成的一種冷卻裝置，於1960年左右才出現，然而其理論基礎可追溯到19世紀。這現象最早是在1821年，由一位德國科學家首先發現。
這種半導體製冷冰箱，包括冰箱本體、設置於冰箱本體的口部的冰箱門，所述的冰箱本體上設置有出水孔，該出水孔的出口處設置有接水盤;所述的接水盤上設置有加熱元件，該加熱元件與加熱控制電路相電連接。通過加熱控制電路對加熱元件進行控制，使得加熱元件可以在需要蒸發冷凝水時得電，從而使得冷凝水可以被及時地蒸發掉。半導體製冷冰箱，也叫熱電製冷冰箱，是一種熱泵所做成的。
【半導體製冷冰箱優勢】
半導體製冷冰箱它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到*，可靠性要求高，無製冷劑污染的場合。利用半導體材料的效應，當直流電通過兩種不同半導體材料串聯成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現製冷的目的。它是一種產生負熱阻的製冷技術，其特點是無運動部件，可靠性也比較高。
利用半導體製冷的方式來解決LED照明系統的散熱問題，具有很高的實用價值。半導體冰箱攜帶方便，無噪音，可以用來短時間保存食物。半導體冰箱的製冷溫度與環境溫度有關(一般低於環境溫度20度)，用來保鮮食物是沒有什麼問題的。

㈤ 請教電器專家半導體冷熱飲水機的製冷方法，還有製冷方法用12伏電可以嗎。

半導體製冷片（TE）也叫熱電製冷片，是一種熱泵，它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無製冷劑污染的場合。
半導體製冷片的工作運轉是用直流電流，它既可製冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現製冷或加熱，這個效果的產生就是通過熱電的原理，以下的圖就是一個單片的製冷片，它由兩片陶瓷片組成，其中間有N型和P型的半導體材料（碲化鉍），這個半導體元件在電路上是用串聯形式連結組成
半導體製冷片的工作原理是：當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成電偶對時，在這個電路中接通直流電流後，就能產生能量的轉移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定，以下三點是熱電製冷的溫差電效應。
1、 塞貝克效應（SEEBECK EFFECT）
一八二二年德國人塞貝克發現當兩種不同的導體相連接時，如兩個連接點保持不同的溫差，則在導體中產生一個溫差電動勢： ES=S.△T
式中：ES為溫差電動勢
S（?）為溫差電動勢率（塞貝克系數）
△T為接點之間的溫差
2、 珀爾帖效應（PELTIER EFFECT）
一八三四年法國人珀爾帖發現了與塞貝克效應的效應，即當電流流經兩個不同導體形成的接點時，接點處會產生放熱和吸熱現象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。
Qл=л.I л=aTc
式中：Q 為放熱或吸熱功率
為比例系數，稱為珀爾帖系數
I為工作電流
a為溫差電動勢率
Tc為冷接點溫度
3、 湯姆遜效應 （THOMSON EFFECT）
當電流流經存在溫度梯度的導體時，除了由導體電阻產生的焦耳熱之外，導體還要放出或吸收熱量，在溫差為△T的導體兩點之間，其放熱量或吸熱量為：
Q = .I.△T
Q 為放熱或吸熱功率
為湯姆遜系數
I為工作電流
△T為溫度梯度
以上的理論直到本世紀五十年代，蘇聯科學院半導體研究所約飛院士對半導體進行了大量研究，於一九五四年發表了研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體有良好的製冷效果，這是最早的也是最重要的熱電半導體材料，至今還是溫差製冷中半導體材料的一種主要成份。
約飛的理論得到實踐應用後，有眾多的學者進行研究到六十年代半導體製冷材料的優值系數，才達到相當水平，得到大規模的應用，也就是我們現在的半導體製冷片件。
中國在半導體製冷技術開始於50年代末60年代初，當時在國際上也是比較早的研究單位之一，60年代中期，半導體材料的性能達到了國際水平，60年代末至80年代初是我國半導體製冷片技術發展的一個台階。在此期間，一方面半導體製冷材料的優值系數提高，另一方面拓寬其應用領域。中國科學院半導體研究所投入了大量的人力和物力，獲得了半導體製冷片，因而才有了現在的半導體製冷片的生產及其兩次產品的開發和應用。
製冷片的技術應用
半導體製冷片作為特種冷源，在技術應用上具有以下的優點和特點：
1、 不需要任何製冷劑，可連續工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，沒有滑動部件是一種固體片件，工作時沒有震動、噪音、壽命長，安裝容易。
2、 半導體製冷片具有兩種功能，既能製冷，又能加熱，製冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠大於1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統和製冷系統。
3、 半導體製冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現遙控、程式控制、計算機控制，便於組成自動控制系統。
4、 半導體製冷片熱慣性非常小，製冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鍾，製冷片就能達到最大溫差。
5、 半導體製冷片的反向使用就是溫差發電，半導體製冷片一般適用於中低溫區發電。
6、 半導體製冷片的單個製冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、並聯的方法組合成製冷系統的話，功率就可以做的很大，因此製冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。
7、 半導體製冷片的溫差范圍，從正溫90℃到負溫度130℃都可以實現。
通過以上分析，半導體溫差電片件應用范圍有：製冷、加熱、發電，製冷和加熱應用比較普遍，有以下幾個方面：
1、 軍事方面：導彈、雷達、潛艇等方面的紅外線探測、導行系統。
2、 醫療方面；冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀等。
3、 實驗室裝置方面：冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恆溫、高低溫實驗儀片。
4、 專用裝置方面：石油產品低溫測試儀、生化產品低溫測試儀、細菌培養箱、恆溫顯影槽、電腦等。
5、 日常生活方面：空調、冷熱兩用箱、飲水機、電子信箱等。此外，還有其它方面的應用，這里就不一一提了。 半導體製冷片額定電壓為：12v， 額定電流為4.5A，大概是50--60W，最大溫差可達60攝氏度，外型尺寸為4 X 4 X 0.4cm，重約25克。它的工作特點是一面製冷而一面發熱。

㈥ 什麼是「熱電效應」

所謂的熱電效應，是當受熱物體中的電子（空穴），因隨著溫度梯度由高溫區往低溫區移動時，所產生電流或電荷堆積的一種現象。而這個效應的大小，則是用稱為thermopower(Q)的參數來測量，其定義為Q=E/-dT(E為因電荷堆積產生的電場，dT則是溫度梯度)。

㈦ 熱電製冷片（半導體製冷片）的紅黑導線，也就是正負極與直流電源可以反接嗎會有什麼後果

反接不會燒的。但此時熱面變冷，冷麵變熱了。

半導體製冷器件的工作原回理是基於帕答爾帖原理，該效應是在1834年由J.A.C帕爾帖首先發現的，即利用當兩種不同的導體A和B組成的電路且通有直流電時，在接頭處除焦耳熱以外還會釋放出某種其它的熱量，而另一個接頭處則吸收熱量，且帕爾帖效應所引起的這種現象是可逆的，改變電流方向時，放熱和吸熱的接頭也隨之改變，吸收和放出的熱量與電流強度I[A]成正比，且與兩種導體的性質及熱端的溫度有關，即： Qab=Iπab πab稱做導體A和B之間的相對帕爾帖系數 ，單位為[V], πab為正值時，表示吸熱，反之為放熱，由於吸放熱是可逆的，所以πab=－πab 帕爾帖系數的大小取決於構成閉合迴路的材料的性質和接點溫度，其數值可以由賽貝克系數αab[V.K-1]和接頭處的絕對溫度T[K]得出πab=αabT與塞貝克效應相，帕爾帖系也具有加和性，即： Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I 因此絕對帕爾帖系數有πab=πa－ πb 金屬材料的帕爾帖效應比較微弱，而半導體材料則要強得多，因而得到實際應用的溫差電製冷器件都是由半導體材料製成的

㈧ 為什麼半導體的熱電效應比金屬好

熱電製冷又稱作溫差電製冷，或半導體製冷，它是利用熱電效應（帕爾帖效應）的一種製冷方法。
1834年法國物理學家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲，在將兩根鉍絲分別接到直流電源的正負極上，通電後，發現一個接頭變熱，另一個接頭變冷。這說明兩種不同材料組成的電迴路在有直流電通過時，兩個接頭處分別發生了吸放熱現象。這就是熱電製冷的依據。
半導體材料具有較高的熱電勢可以成功地用來做成小型熱電製冷器。
1示出N型半導體和P型半導體構成的熱電偶製冷元件。用銅板和銅導線將N型半導體和P型半導體連接成一個迴路，銅板和銅導線只起導電的作用。此時，一個接點變熱，一個接點變冷。如果電流方向反向，那麼結點處的冷熱作用互易。
熱電製冷器的產冷量一般很小，所以不宜大規模和大製冷量使用。但由於它的靈活性強，簡單方便冷熱切換容易，非常適宜於微型製冷領域或有特殊要求的用冷場所。
熱電製冷的理論基礎是固體的熱電效應，在無外磁場存在時，它包括五個效應，導熱、焦耳熱損失、西伯克(Seebeck)效應、帕爾帖(Peltire)效應和湯姆遜(Thomson)效應。
一般的冷氣與冰箱運用氟氯化物當冷媒，造成臭氧層的被破壞.無冷媒冰箱(冷氣)因而是環境保護的重要因素.利用半導體之熱電效應，可製造一個無冷媒的冰箱。
這種發電方法是將熱能直接轉變成電能，其轉變效率受熱力學第二定律即柯諾特效率(Carnotefficiency)的限制.早在1822年西伯即已發現，因而熱電效應又叫西伯效應(Seebeckeffect)。
它不但與兩結溫度有關，且與所用導體的性質有關.這種發電法的優點是沒有轉動的機械部分，不會有磨損現象，故可長久使用，但欲達高效率需要溫度很高的熱源，有時利用數層熱電物質之層疊(cascade或staging)以達高效率的效果.更多資料可以進入http://ic.big-bit.com/ 查看

㈨ 求半導體製冷的工作原理

半導體製冷片製冷原理

原理圖
半導體製冷片（TE）也叫熱電製冷片，是一種熱泵，它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無製冷劑污染的場合。
半導體製冷片的工作運轉是用直流電流，它既可製冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現製冷或加熱，這個效果的產生就是通過熱電的原理，上圖就是一個單片的製冷片，它由兩片陶瓷片組成，其中間有N型和P型的半導體材料（碲化鉍），這個半導體元件在電路上是用串聯形式連接組成. 半導體製冷片的工作原理是：當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料連結成電偶對時，在這個電路中接通直流電流後，就能產生能量的轉移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定。製冷片內部是由上百對電偶聯成的熱電堆（如右圖），以達到增強製冷（制熱）的效果。以下三點是熱電製冷的溫差電效應。
1、塞貝克效應（SEEBECK EFFECT）
一八二二年德國人塞貝克發現當兩種不同的導體相連接時，如兩個連接點保持不同的溫差，則在導體中產生一個溫差電動勢： ES=S.△T
式中：ES為溫差電動勢
S（?）為溫差電動勢率（塞貝克系數）
△T為接點之間的溫差
2、珀爾帖效應（PELTIER EFFECT）
一八三四年法國人珀爾帖發現了與塞貝克效應的效應，即當電流流經兩個不同導體形成的接點時，接點處會產生放熱和吸熱現象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。
Qл=л.I л=aTc
式中：Qπ 為放熱或吸熱功率
π為比例系數，稱為珀爾帖系數
I為工作電流
a為溫差電動勢率
Tc為冷接點溫度
3、湯姆遜效應（THOMSON EFFECT）
當電流流經存在溫度梯度的導體時，除了由導體電阻產生的焦耳熱之外，導體還要放出或吸收熱量，在溫差為△T的導體兩點之間，其放熱量或吸熱量為：
Qτ=τ.I.△T
Qτ為放熱或吸熱功率
τ為湯姆遜系數
I為工作電流
△T為溫度梯度
以上的理論直到本世紀五十年代，蘇聯科學院半導體研究所約飛院士對半導體進行了大量研究，於一九五四年發表了研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體有良好的製冷效果，這是最早的也是最重要的熱電半導體材料，至今還是溫差製冷中半導體材料的一種主要成份。