端部热导分配对半导体器件制冷性能的影响

摘要

端部散热设计和优化是改善半导体制冷器件性能和推广其应用的关键环节。针对半导体器件,研究冷端、热端热导分配对制冷性能的影响,通过引入冷端热导在冷、热端总热导中的分配比参数,利用一维解析方法求解获得了半导体器件制冷性能参数与分配比的关系。在此基础上,分析了在不同工作电流、热电臂结构、外流体温度及总热导等情况下,最大制冷量和最高制冷系数对应的最佳分配比。结果表明:存在最佳分配比在0.35~0.45之间使得半导体制冷器件的制冷性能达到最优,且随着工作电流的增加,最佳分配比减小;冷热端流体温差越大,最佳分配比越小;热电臂几何参数和制冷片冷热端总热导对最佳分配比影响可忽略。