熱電模塊是一種先進的半導體電子元件,廣泛被稱為佩爾蒂耶(Peltier effect)熱電冷卻元件,表現為一種高效且緊湊的熱泵運行裝置。這種模塊利用佩爾蒂耶(Peltier effect)效應,能夠在直流電流的作用下,使熱量從元件的一側轉移至另一側,從而在一側產生冷卻效果,同時另一側則產生加熱效果。這種特性使得熱電模塊能夠根據電流方向的改變,逆轉冷熱兩側,提供靈活的冷卻或加熱解決方案。
此外,熱電模塊的運作不僅限於冷卻和加熱。通過所謂的塞貝克效應,模塊能夠從兩側的溫度差中產生電能。這一過程中,較大的溫度差意味著可以產生更多的電能,這使得熱電模塊也可以作為一種環境發電裝置使用,尤其適用於遠程或難以到達地區的能源供應。
熱電技術因其對環境影響小,不需燃燒或複雜的機械部件即可運作,近年來在可持續能源和綠色科技領域受到廣泛關注。熱電模塊可以直接從溫差中產生電力,避免了傳統發電技術中常見的燃燒或蒸汽驅動渦輪機的需求,大幅降低了對自然資源的依賴與碳排放。
這種模塊的靈活應用,從醫療設備的精準溫控到消費電子產品的散熱,再到遠程感應器的能量供應,展示了其在多個行業的實用性和效能。熱電模塊的未來發展潛力巨大,特別是在推動低碳技術和促進能源效率方面,它的應用前景被極為看好。
熱電晶片通常由多個熱電偶(thermocouples)組成,每個熱電偶由兩種不同的半導體材料(通常是n型和p型)組成。這些熱電偶以串聯或並聯的方式連接,以提高電壓或電流輸出。半導體材料通常是碲化鉍(Bi2Te3),因為它具有良好的熱電性能。
應用
- 冷卻系統:熱電晶片廣泛應用於小型冷卻裝置,如電子設備、汽車座椅、便攜式冰箱等。
- 發電:利用廢熱發電,如汽車排氣系統、工業爐灶等。熱電晶片可以將這些廢熱轉換為電能,提高能源利用效率。
- 溫控系統:應用於精密設備的溫度控制,如醫療儀器、激光器等。
應用場景
汽車座椅
熱電製冷模組在高端汽車座椅得到了廣泛應用,另外在汽車杯架、汽車冰箱、抬頭顯示、汽車動力電池熱管理等方面的應用也不可或缺。
家電
在家電產品中,熱電製冷模組的應用相當廣泛,如空調、空清清淨機、冷熱飲水機、紅酒櫃、電冰箱等,具有廣闊的市場前景。
醫療
在醫療機械領域,熱電製冷模組的精密控溫在PCR儀、生化分析儀、恆溫培養箱、減肥儀、基因檢測等有廣泛應用。
半導體
半導體晶片加工過程中對使用的封裝、特殊氣體、液體等都需要精確到± 0.1度的溫度控制,以保證晶片製作的精確度。
雷射投影
熱電製冷模組可在有限的空間內對投影機中的某些元器件(如激光光源、3LCD液晶面板、螢光色輪)進行製冷和加熱來保證投影機的正常使用。
光纖通信
在光纖通信中,光發射器件或模組波長溫度漂移的控制均需TEC進行溫控,熱電製冷模組已被大量運用在光器件封裝中。