TEC,即Thermo Electric Cooling,是半导体制冷器的通俗称呼,亦被称作热电制冷器。这种技术利用了热电材料的帕尔贴效应(Peltier effect)来进行固态制冷。通过调节电流方向,可以轻松实现对TEC器件表面温度的精准控制,其控温精度甚至能达到惊人的0.001℃。
根据帕尔贴效应,当N型半导体与P型半导体结合成电偶对,并在电路中通入直流电流时,会发生能量的转移。电流从N型元件流向P型元件的接头处会吸收热量,形成冷端;而从P型元件流向N型元件的接头处则会释放热量,成为热端。因此,一个热电制冷器能够同时具备制冷和加热的功能。
图示了TEC的结构,其中重掺杂的N型和P型碲化铋是主要的半导体材料。这些碲化铋元件以电串联的方式连接,并实现并行发热。TEC由多个P型和N型对组成,它们通过电极相连,并被夹在两片陶瓷电极之间。这些陶瓷电极的作用是防止激光器管芯因TEC电路而短路。