半導(dǎo)體制冷器是一種不用制冷劑、沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件的電器。它的熱電堆起著普通制冷壓縮機(jī)的作用，冷端及其熱交換器相當(dāng)于普通制冷裝置的蒸發(fā)器，而熱端及其熱交換器則相當(dāng)于冷凝器。通電時(shí)，自由電子和空穴在外電場(chǎng)的作用下，離開(kāi)熱電堆的冷端向熱端運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于制冷劑在制冷壓縮機(jī)中的壓縮過(guò)程。在熱電堆的冷端，通過(guò)熱交換器吸熱，同時(shí)產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，這相當(dāng)于制冷劑在蒸發(fā)器中的吸熱和蒸發(fā)。在熱電堆的熱端，發(fā)生電子空穴對(duì)的復(fù)合，同時(shí)通過(guò)熱交換器散熱，相當(dāng)于制冷劑在冷凝器中的放熱和凝結(jié)。
機(jī)械壓縮式制冷與熱電制冷系統(tǒng)間存在著一些類似的地方，每個(gè)系統(tǒng)中，最重要的是熱端和冷端內(nèi)能改變的方法。對(duì)于蒸氣壓縮循環(huán)，節(jié)流閥是使能量變化的設(shè)備。當(dāng)制冷劑離開(kāi)冷凝器時(shí)，是處在高壓和中等溫度下的飽和液體；當(dāng)制冷劑通過(guò)節(jié)流閥時(shí)，是絕熱焙相等的節(jié)流過(guò)程。因此，制冷劑是作為低壓、低溫、低質(zhì)量的蒸汽而離開(kāi)節(jié)流閥，而且處于最低的能級(jí)狀態(tài)。這使制冷劑在汽化過(guò)程中能吸收大量的熱。沒(méi)有節(jié)流閥，壓力就不改變，制冷劑的焓就不變，也就不會(huì)出現(xiàn)“抽熱”。在熱電制冷系統(tǒng)中的類似部分是C型和N型半導(dǎo)體材料中存在的電子能量的差。假若整個(gè)系統(tǒng)電子能級(jí)相同，也就不會(huì)出現(xiàn)“抽熱”。
