Por tanto, el efecto de la refrigeración de semiconductores depende principalmente de la diferencia de nivel de energía entre los dos materiales en los que se mueven los portadores, es decir, la diferencia de potencial termoeléctrico. El metal puro tiene buena conductividad eléctrica y térmica, pero la eficiencia de enfriamiento es extremadamente baja (menos de 1). Los materiales semiconductores tienen potenciales termoeléctricos extremadamente altos y pueden usarse con éxito como pequeños refrigeradores termoeléctricos. Sin embargo, debido a las malas propiedades termoeléctricas de los materiales metálicos utilizados y a la baja eficiencia de conversión de energía, el efecto termoeléctrico en realidad no se aplicó. Hasta la década de 1950, el académico Liu Fei del Instituto de Semiconductores de la Academia de Ciencias Soviética investigó mucho sobre semiconductores y publicó resultados de investigación antes de 1945, que demostraban que la solución sólida del compuesto de telururo de bismuto tenía buenos efectos de refrigeración. Este es el material semiconductor termoeléctrico más antiguo y más importante, y sigue siendo el componente principal de los materiales semiconductores en la refrigeración termoeléctrica. Después de que la teoría de Joffe se puso en práctica, muchos estudiosos la estudiaron. No fue hasta la década de 1960 que el coeficiente de mérito de los materiales semiconductores de refrigeración alcanzó un nivel considerable y se utilizaron ampliamente. Después de la década de 1980, el rendimiento de la refrigeración termoeléctrica de semiconductores mejoró enormemente y los campos de aplicación de la refrigeración termoeléctrica se desarrollaron aún más.
Desarrollo histórico de la refrigeración electrónica
En 1834, el físico francés Peltier conectó un cable de bismuto a ambos extremos del cable de cobre y luego conectó los dos cables de bismuto a los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación de CC. Después de encenderlo, se sorprendió al descubrir que un conector se calentaba y el otro se enfriaba. Este fenómeno llegó a ser conocido como efecto Peltier. El principio físico del efecto Peltier es que los portadores de carga se mueven en un conductor para formar una corriente eléctrica. Debido a que los portadores de carga se encuentran en diferentes niveles de energía en diferentes materiales, cuando pasan de un nivel de energía alto a un nivel de energía bajo, se libera un exceso de calor. Por el contrario, necesita absorber calor del mundo exterior (es decir, manifestarse como enfriamiento).