电子制冷的历史发展

1834年，法国物理学家珀尔帖在铜线两端各接一根铋线，然后将两根铋线分别接在DC电源的正负极上。通电后，他惊讶地发现一个接头变热，另一个接头变冷。这种现象后来被称为珀尔帖效应。珀耳帖效应的物理原理是电荷载流子在导体中运动形成电流。因为电荷载流子在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级运动到低能级时，就会释放出多余的热量。反之，则需要从外界吸收热量(即表现为制冷)。

因此，半导体制冷的效果主要取决于载流子在其中运动的两种材料之间的能级差，即热电势差。纯金属具有良好的导电性和导热性，但制冷效率极低(小于1%)。半导体材料具有极高的热电势，可以成功地用作小型热电制冷器。但当时由于使用的金属材料热电性能差，能量转换效率很低，热电效应在实质上没有得到应用。直到20世纪50年代，苏联科学院半导体研究所的柳飞院士对半导体做了大量的研究，发表了1945之前的研究成果，表明碲化铋化合物固溶体具有良好的制冷效果。这是最早也是最重要的热电半导体材料，至今仍是温差制冷中半导体材料的主要成分。约菲理论付诸实践后，许多学者对其进行了研究，直到20世纪60年代半导体制冷材料的优值系数达到相当水平，才得到广泛应用。80年代以后，半导体热电制冷的性能有了很大的提高，热电制冷的应用领域得到了进一步的发展。