熱電制冷的機(jī)理完全不同于蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷。熱電制冷利用的是溫差電效應(yīng)(珀爾帖效應(yīng))的原理來實(shí)現(xiàn)制冷的。
1834年法國物理學(xué)家珀爾帖在銅絲的兩頭各接一根秘絲，在將兩根秘絲分別接到直流電源的正、負(fù)極上，通電后，發(fā)現(xiàn)一個接頭變熱，另一個接頭變冷，這說明兩種不同材料組成的電回路在有直流電通過時，兩個接頭處分別發(fā)生了吸、放熱現(xiàn)象，這就是珀爾帖效應(yīng)。它就是熱電制冷的依據(jù)。
珀爾帖效應(yīng)的大小主要取決于兩種材料的熱電性。純金屬的導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性好，其金屬電偶回路產(chǎn)生的珀爾帖效應(yīng)也很小，制冷效率不到1%。半導(dǎo)體材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn).決定了它產(chǎn)生的溫差電效應(yīng)要比其他金屬更加顯著，所以熱電制冷都采用半導(dǎo)體材料，故熱電制冷也稱為半導(dǎo)體制冷。它由金屬片I、II、III和導(dǎo)線將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體連接成一個回路。回路由低壓直流電源供電，當(dāng)電流經(jīng)金屬片I進(jìn)入N型半導(dǎo)體時，在連接處就會放出熱量，形成熱端;當(dāng)電流由N型半導(dǎo)體進(jìn)入金屬片III時，連接處就會吸收熱量，形成冷端;當(dāng)電流由金屬片進(jìn)入到P型半導(dǎo)體時，在與金屬片II的連接處會放出熱量，形成熱端。
熱電制冷是靠P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)體中的電子在運(yùn)動中直接傳遞能量來實(shí)現(xiàn)的，不需要制冷劑來實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移。熱電制冷沒有壓縮機(jī)、沒有機(jī)械裝置，工作時無噪聲、無污染，設(shè)備尺寸小、重量輕、啟動快、使用靈活;但是熱電制冷用的半導(dǎo)體材料價格高、耗電多、效率低，因此不適合在大規(guī)模的用冷場合。
