熱電制冷（亦名溫差電制冷、半導(dǎo)體制冷或電子制冷）是以溫差電現(xiàn)象為基礎(chǔ)的制冷方法，它是利用“塞貝克”效應(yīng)的逆反應(yīng)一珀?duì)柼?yīng)的原理達(dá)到制冷目的。
所謂塞貝克效應(yīng)就是在兩種不問金屬組成的閉合線路中，如果保持兩接觸點(diǎn)的溫度不同，就會(huì)在兩接觸點(diǎn)間產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差一接觸電動(dòng)勢(shì)。同時(shí)閉合線路中就有電流流過，稱為溫差電流。反之，在兩種不同金屬組成的閉合線路中，若通以直流電，就會(huì)使一個(gè)接點(diǎn)變冷，一個(gè)變熱，這種現(xiàn)象稱為珀?duì)栙N效應(yīng)，亦稱溫差電現(xiàn)象。
由于半導(dǎo)體材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，決定了它產(chǎn)生的溫差電現(xiàn)象比其他金屬要顯著得多，所以熱電制冷都采用半導(dǎo)體材料，故亦稱半導(dǎo)體制憐。
由一塊P型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)體連接成的電偶，如圖3-37所示。當(dāng)通以直流電流I時(shí)，P型半導(dǎo)體內(nèi)載流子（空穴）和N型半導(dǎo)體內(nèi)載流子（電子）在外電場作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。由于載流子（空穴和電子）在半導(dǎo)體內(nèi)和金屬片具有的勢(shì)
能不一樣，勢(shì)必在金屬片與半導(dǎo)體接頭處發(fā)生能量的傳遞及轉(zhuǎn)換。因?yàn)榭昭ㄔ赑型半導(dǎo)體內(nèi)具有的勢(shì)能高于空穴在金屬片內(nèi)的勢(shì)能，在外電場作用下，當(dāng)空穴通過結(jié)點(diǎn)a時(shí)，就要從金屬片中吸取一部分熱量，以提高自身的勢(shì)能，才能進(jìn)人P型半導(dǎo)體內(nèi)。這樣，結(jié)點(diǎn)a處就冷卻下來。當(dāng)空穴過結(jié)點(diǎn)b時(shí)，空穴將多余的一部分勢(shì)能傳遞給結(jié)點(diǎn)b而進(jìn)人金屬片Ⅱ，因此，結(jié)點(diǎn)b處就熱起來。
同理，電子在N型半導(dǎo)體內(nèi)的勢(shì)能大于在金屬片中的勢(shì)能，在外電場作用下當(dāng)電子通過結(jié)點(diǎn)d時(shí)，就要從金屬片Ⅲ中吸取一部分熱量轉(zhuǎn)換成自身的勢(shì)能，才能進(jìn)人N型半導(dǎo)體內(nèi)。這樣結(jié)點(diǎn)d處就冷卻下來。當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到達(dá)結(jié)點(diǎn)c時(shí)，電子將自身多余的一部分勢(shì)能傳給結(jié)點(diǎn)c而進(jìn)入金屬片Ⅱ，因此結(jié)點(diǎn)c處就熱起
來，這就是電偶對(duì)制冷與發(fā)熱的基本原因。
如果將電源極性互換，則電偶對(duì)的制冷端與發(fā)熱端也隨之互換。
當(dāng)電偶對(duì)通以直流電I時(shí)，因珀?duì)栙N效應(yīng)產(chǎn)生的吸熱量與電流I成正比。
