1. 半導體製冷片原理
半導體製冷片，作為一種熱傳遞工具，其工作原理基於N型半導體與P型半導體材料的連接，通過電流通過熱電偶對，導致兩端產生熱量轉移，從而形成溫差，實現冷熱端的溫差。
然而，半導體材料自身存在電阻，電流流過時會產生熱量，影響熱傳遞效率。同時，熱傳遞還會通過空氣和半導體材料逆向進行。當冷熱端達到特定溫差時，正逆向熱傳遞達到平衡，此時溫度不再變化。為了實現更低溫度，可通過散熱等方法降低熱端溫度。
風扇和散熱片的作用是為製冷片的熱端散熱。通常情況下，半導體製冷片的冷熱端溫差可達40～65度，通過主動散熱降低熱端溫度，冷端溫度相應下降，實現更低溫度。
當N型和P型半導體材料形成電偶對時，接通直流電流後，電流由N型元件流向P型元件接頭，吸收熱量成為冷端，由P型元件流向N型元件接頭，釋放熱量成為熱端。吸熱和放熱的大小由電流大小和半導體材料的N、P元件對數決定。
熱電製冷中，涉及三種效應：塞貝克效應、珀爾帖效應和湯姆遜效應。塞貝克效應描述了當兩種不同導體連接時，溫差產生電動勢的現象；珀爾帖效應表明電流通過導體接點時，產生放熱或吸熱現象，其大小由電流決定；湯姆遜效應則涉及電流流經存在溫度梯度的導體時，產生額外放熱或吸熱的現象。
蘇聯科學院半導體研究所約飛院士在1954年發表的研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體具有良好的製冷效果，成為最早的也是最重要的熱電半導體材料。這一理論隨後得到實踐應用，眾多學者在六十年代對半導體製冷材料進行研究，優值系數達到相當水平，實現大規模應用。
中國在半導體製冷技術的探索始於20世紀50年代末至60年代初，當時在國際研究中處於領先行列。60年代中期，半導體材料性能達到國際水平，60年代末至80年代初是半導體製冷片技術發展的重要階段。在這期間，不僅提高了材料的優值系數，還拓寬了應用領域。中國科學院半導體研究所在此期間投入大量資源，成功開發出半導體製冷片及其相關產品，推動了半導體製冷技術的應用和發展。
半導體製冷片，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。利用半導體材料的Peltier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。