半导体热电制冷技术是利用半导体材料的佩尔捷效应(Peltier effect)实现电能向热能转换的技术。佩尔捷效应最早在 1834 年由法国科学家佩尔捷发现,由于当时只能使用热电转换效率较低的金属材料,佩尔捷效应没有得到实际应用。
20 世纪 50 年代之后,随着碲化铋等半导体材料的发现,热电性能较好的半导体材料使得热电转换效率大幅提高,从而使半导体热电制冷技术进入工程实践领域。
经过半个多世纪的发展,随着热电材料技术的进步和生产工艺、结构设计的持续优化,更大制冷量、更高热电转换效率、更低成本的半导体热电器件满足了更多不同应用领域的使用需求,产业化规模不断扩大。
近年来,高性能微型热电制冷器件成为半导体热电制冷技术的重要发展方向。随着应用于光模块、微处理器等电子器件的快速发展,其尺寸不断减小,集成度不断提高,微小面积内的功耗急剧上升,局部热流密度大幅增加。
半导体热电制冷技术作为高热流密度局部主动制冷和精准控温的重要技术解决方案,对高性能微型热电制冷器件更高的可靠性、更小的尺寸提出了迫切需求。