随着传统制冷剂对臭氧层的破坏现象、温室效应现象等逐渐受人类的重视，半导体热电制冷技术逐渐成为相关领域研究的热点。与蒸气压缩式制冷相比，半导体热电制冷技术无需制冷剂、节流阀和压缩机，具有无运动部件、无噪声、无污染排放、温度可精确控制等优点，因此应用场景广泛。如消费电子产品中，用于冷却CPU和GPU；医疗设备中，用于保存药品、疫苗和生物样本，保持低温环境；汽车工业中，为车座提供制冷功能，提高乘坐舒适度；光学和激光设备中，冷却激光二极管，确保激光器在稳定的温度下工作，提高性能和寿命；工业设备中，控制芯片制造过程中的温度，提高产品质量等。

半导体热电制冷典型应用——车载冰箱

半导体热电制冷技术主要是利用帕尔帖效应实现固态制冷的，即当一块N型半导体和一块P型半导体结成电偶时，只要在这个电偶回路中接入一个直流电源，电偶上就会流过电流产生电势差，而发生热量转移。在此过程中，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量成为制冷端，由P型元件流向N型元件的接头释放热量成为制热端。

半导体热电制冷技术原理

一般来说，半导体制冷效率取决于材料的热电优值，而热电优值又决定于材料的电导率、热导率和塞贝克系数（指温度每变化 1℃引起热电偶的热电动势的变化值）这三者之间的相互关联。在烧结前，材料颗粒特征（尺寸、形状、分布）对最终材料的微观结构和上述性能有显著影响。在烧结过程中，烧结温度、时间和压力等条件也会影响材料的微观结构和性能。因此通过控制烧结前颗粒的尺寸、形状和分布，以及烧结条件，就可以优化材料的微观结构，提高热电性能，从而提升热电制冷技术的效率。

6月12日，在广州日航酒店举办的“中国粉体工业百人论坛”上，粉体圈特别邀请南京工业大学粉体科学与工程研究所的宗鹏安所长现场分享报告《特种半导体用粉体材料》，届时他将介绍热电制冷技术中常用的几种粉体材料，并分析其尺寸、形貌、分布以及烧结工艺对于热电制冷技术效率的影响。

报告人介绍

宗鹏安，男，中国科学院上海硅酸盐研究所博士，西北工业大学博士后，清华大学博士后，现任南京工业大学材料物理化学系副主任、粉体科学与工程研究所所长。长期从事半导体发电与制冷材料技术、微纳与柔性制造及其在新能源、热管理及传感器中的应用研究。在Energy Environ. Sci.、Nano Energy、Small、Carbon等期刊上发表论文50余篇，申请发明专利20余件，已授权8件，编写中英文著作章节4章。主持国家自然科学基金NSAF基金等纵向项目10余项、工业企业横向项目多项，参与工信部工业强基MLCC专项、航空发动机及燃气轮机重大专项等。任教育部学位与研究生教育发展中心评审专家、中国教育发展战略学会人才发展专业委员会评审专家、江苏/山东/广东省科技咨询及项目评审专家等。

粉体工业百人论坛