深入剖析我國(guó)半導(dǎo)體制冷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、深入剖析我國(guó)半導(dǎo)體制冷技術(shù)進(jìn)呈現(xiàn)狀熱電制冷相關(guān)技術(shù)的進(jìn)展為半導(dǎo)體制冷技術(shù)的興起做出了良好的進(jìn)展。能級(jí)材料的不同是半導(dǎo)體制冷技術(shù)的根本葉效應(yīng)、焦耳效應(yīng)、塞貝克效應(yīng)和帕爾帖效應(yīng)。傅立葉效應(yīng)指的是經(jīng)過(guò)均勻的介質(zhì)沿著某一方向傳遞的熱量與該方向溫度梯度的乘積和垂直這個(gè)方面的面積的乘積成正比;焦耳效應(yīng)指的是穩(wěn)定電流產(chǎn)生的熱量等于電流平方和導(dǎo)體電阻的乘積;遜效應(yīng)的具體含義則是有溫度梯度的導(dǎo)體在電流過(guò)后， 四周的環(huán)境和導(dǎo)體之間會(huì)消滅能量交換的現(xiàn)象;塞貝克效應(yīng)指的是兩種不同的導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)其中的兩個(gè)連接點(diǎn)溫度不同時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象就會(huì)產(chǎn)生;而塞貝克效應(yīng)的逆過(guò)程就會(huì)形成帕爾貼效應(yīng)，兩種不同的材料構(gòu)成回路時(shí)，

2、回路的兩端會(huì)分別放出和吸取熱量，半導(dǎo)體制冷技術(shù)的本質(zhì)是材料的能級(jí)的轉(zhuǎn)變，通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體材料組成的 P-N 結(jié)(見(jiàn)圖 1一種勢(shì)能不同的材料形成了電流，為了實(shí)現(xiàn)能量守恒的原則，載流子在為可能。1 半導(dǎo)體制冷技術(shù)的本質(zhì)是能級(jí)的轉(zhuǎn)變(來(lái)源：中國(guó)知網(wǎng) )半導(dǎo)體制冷技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯半導(dǎo)體制冷技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械制冷技術(shù)相比較而言，具有牢靠性度把握等突出的優(yōu)點(diǎn)(見(jiàn)表 1)。但不行否認(rèn)的是，盡管半導(dǎo)體制冷技術(shù)優(yōu)勢(shì)格外明顯，但仍舊存在加工工藝簡(jiǎn)單、本錢(qián)高、制冷效率低和不適合大功率環(huán)境使用等缺點(diǎn)。表 1 半導(dǎo)體制冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)(來(lái)源：中國(guó)知網(wǎng) )半導(dǎo)體制冷技術(shù)進(jìn)呈現(xiàn)狀與興旺國(guó)家之間也仍舊存在肯定差距。國(guó)際上的半導(dǎo)體制冷技術(shù)目

3、前處于第三階段，爭(zhēng)辯重點(diǎn)在于如何提高半導(dǎo)體制冷的相關(guān)性能和如何進(jìn)一步開(kāi)發(fā)熱電制冷的應(yīng)用領(lǐng)域。半導(dǎo)體制冷爭(zhēng)辯的第一階段始于帕爾帖和塞貝克先后覺(jué)察了溫度反常現(xiàn)象和溫差電流現(xiàn)象，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，相關(guān)覺(jué)察和爭(zhēng)辯并沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用。其次階段時(shí)間為 1950s-1980s 科學(xué)家覺(jué)察半導(dǎo)體材料具有良好的熱電性能，電制冷和熱發(fā)電漸漸進(jìn)入實(shí)踐階段。第三階段始于1980s，日本(東京電子公司、松下電器 )烏克蘭和俄羅斯等國(guó)擁有較為先進(jìn)的半導(dǎo)體制冷業(yè)已經(jīng)擁有生產(chǎn)出具有良好性能的半導(dǎo)體制冷材料的力量。簡(jiǎn)單等缺點(diǎn)對(duì)技術(shù)的進(jìn)一步進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化造成了很大的阻礙，加快對(duì)半導(dǎo)體制冷系數(shù)等技術(shù)的爭(zhēng)辯變得愈發(fā)緊迫。目

4、前，半導(dǎo)體制冷工藝的爭(zhēng)辯主要集中在以下幾個(gè)方面：半導(dǎo)體制冷理論和帕爾帖效應(yīng)的微觀本質(zhì)，并使制冷設(shè)計(jì)最正確化，學(xué)者總結(jié)出散熱量等于輸出功率與制冷量之和。散熱問(wèn)題對(duì)于制冷效率的凹凸影響較大，熱端的溫度越高，冷端的溫差越大，其效率越低且制冷量越小。從目前已有的文獻(xiàn)來(lái)看，半導(dǎo)體制冷理論的爭(zhēng)辯已經(jīng)趨于成熟。熱電材料半導(dǎo)體材料爭(zhēng)辯的篇章的開(kāi)啟，如何提高現(xiàn)有材料的熱點(diǎn)性能，探究熱導(dǎo)率、維度和超晶格材料與有機(jī)熱電材料等方面。構(gòu)造設(shè)計(jì)極大的阻礙，構(gòu)造對(duì)半導(dǎo)體制冷的影響因素包括制冷器的厚度及面積、熱電臂的幾何尺寸及倒流電阻、焊接面的熱電阻等。越來(lái)越多的學(xué)者在爭(zhēng)辯將熱阻和接觸電阻考慮進(jìn)熱電偶模型中。目前提高制冷器性能的最正確途徑之一就是改善熱電元件的熱電比尺寸和接觸熱電阻等因素。冷熱端傳熱方式散熱等。液體冷卻中水冷的使用最為普遍，其傳熱系數(shù)是自然風(fēng)冷的100-1000 倍傳熱效果良好 ;自然風(fēng)冷比強(qiáng)制風(fēng)冷的熱度大;相變散熱適用于間歇性制冷的環(huán)境，目前應(yīng)用較多的是在熱管散熱器上，通過(guò)相變的重點(diǎn)。結(jié)語(yǔ)半導(dǎo)體制冷技術(shù)的進(jìn)展。需要留意的是半導(dǎo)體制冷技術(shù)的本質(zhì)是材料能級(jí)的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)階段，半導(dǎo)體制冷技術(shù)的爭(zhēng)辯主要集中半導(dǎo)體制冷理論、熱電材料、構(gòu)造設(shè)計(jì)、冷熱端傳熱方式幾個(gè)方面。目前，半導(dǎo)體制冷理論爭(zhēng)辯已經(jīng)區(qū)域成熟 ;熱電材料進(jìn)展的主流方向在將來(lái)將集中在降低材料的熱導(dǎo)率、維