制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年(nian)法國人(ren)帕爾帖發現當(dang)電流(liu)流(liu)經兩個不同導體形(xing)成(cheng)的接觸(chu)點時，電子(zi)能級會發生跳躍，這(zhe)種現象被叫做帕爾帖效(xiao)應。帕爾帖效(xiao)應是半導體制冷片(pian)的理論原型。

    ●當電子從(cong)低能(neng)量的(de)P型(xing)材料(liao)流向(xiang)高能(neng)量的(de)N型(xing)材料(liao)時，電子會從(cong)低能(neng)級向(xiang)高能(neng)級跳躍，這時表(biao)現為電子需(xu)要吸熱，從(cong)而在這個節點處形成冷面(mian)（制冷片的(de)冷面(mian)）；

    ●相(xiang)反當電(dian)子從(cong)高能量的(de)N型(xing)材(cai)(cai)料流向低(di)能量的(de)P型(xing)材(cai)(cai)料時(shi)，電(dian)子會從(cong)高能級向低(di)能級跳躍，這(zhe)時(shi)表現(xian)為電(dian)子需(xu)要放熱(re)，從(cong)而在這(zhe)個節點處形成熱(re)面（制冷(leng)片的(de)熱(re)面）；

    ●事實上，大(da)部分不同金屬(shu)形成的(de)(de)(de)閉環(huan)都具有這個現象；目前商業化(hua)的(de)(de)(de)碲化(hua)鉍(bi)(bi)(bi)基熱電材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)帕爾帖效應(ying)更(geng)(geng)明顯，即電子能級跳躍的(de)(de)(de)更(geng)(geng)高，相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)制冷效率更(geng)(geng)高。目前，在全世界范(fan)圍內(nei)，普遍商業化(hua)的(de)(de)(de)半導體(ti)制冷片(pian)還是碲化(hua)鉍(bi)(bi)(bi)基為主（以碲化(hua)鉍(bi)(bi)(bi)為基材(cai)(cai)，做不同的(de)(de)(de)摻雜(za)形成P級和N級）；

    ●如原(yuan)理圖(tu)所示，制冷片是(shi)由PN型(xing)熱(re)電(dian)材料組成的(de)電(dian)路（一般為(wei)串聯電(dian)路）。

    ●半(ban)導體(ti)制冷片是一種沒有(you)運動部件(jian)的器件(jian)，但因為所使用的材料(liao)的熱膨脹系(xi)數不同，所以(yi)在溫度變(bian)(bian)化時(shi)，器件(jian)會產(chan)生(sheng)內應力；特別是在溫度變(bian)(bian)化速率（如(ru)需要(yao)(yao)冷熱循(xun)環）很(hen)大(da)時(shi)，產(chan)生(sheng)的內應力會很(hen)大(da)，這時(shi)就需要(yao)(yao)選(xuan)擇高可靠性(xing)器件(jian)。