Termoelektriskās dzesēšanas (TEC) tehnoloģija ir guvusi ievērojamus panākumus materiālu, konstrukciju projektēšanas, energoefektivitātes un pielietojuma scenāriju jomā.

Kopš 2025. gada termoelektriskās dzesēšanas (TEC) tehnoloģija ir guvusi ievērojamus panākumus materiālu, konstrukciju projektēšanas, energoefektivitātes un pielietojuma scenāriju jomā. Tālāk ir norādītas jaunākās tehnoloģiju attīstības tendences un sasniegumi šobrīd.

I. Nepārtraukta pamatprincipu optimizācija

Peltiera efekts joprojām ir fundamentāls: darbinot N tipa/P tipa pusvadītāju pārus (piemēram, uz Bi₂Te₃ bāzes veidotus materiālus) ar līdzstrāvu, siltums tiek atbrīvots karstajā galā un absorbēts aukstajā galā.

Divvirzienu temperatūras kontroles iespēja: tā var panākt dzesēšanu/sildīšanu, vienkārši pārslēdzot strāvas virzienu, un to plaši izmanto augstas precizitātes temperatūras kontroles scenārijos.

II. Materiālu īpašību izrāvieni

1. Jauni termoelektriski materiāli

Bismuta telurīds (Bi₂Te₃) joprojām ir galvenais pielietojums, taču, pateicoties nanostruktūras inženierijai un dopinga optimizācijai (piemēram, Se, Sb, Sn utt.), ZT vērtība (optimālās vērtības koeficients) ir ievērojami uzlabota. Dažu laboratorijas paraugu ZT ir lielāks par 2,0 (tradicionāli aptuveni 1,0–1,2).

Paātrināta bezsvina/zemas toksicitātes alternatīvu materiālu izstrāde

Mg₃(Sb,Bi)₂ bāzes materiāli

SnSe monokristāls

Pus-Heuslera sakausējums (piemērots augstas temperatūras sekcijām)

Kompozītmateriāli/gradienta materiāli: Daudzslāņu heterogēnas struktūras var vienlaikus optimizēt elektrovadītspēju un siltumvadītspēju, samazinot Džoula siltuma zudumus.

III, Inovācijas strukturālajā sistēmā

1. 3D termoelementu dizains

Izmantojiet vertikālas sakraušanas vai mikrokanālu integrētas struktūras, lai uzlabotu dzesēšanas jaudas blīvumu uz laukuma vienību.

Kaskādes TEC modulis, Peltier modulis, Peltier ierīce, termoelektriskais modulis var sasniegt īpaši zemu temperatūru -130 ℃ un ir piemērots zinātniskiem pētījumiem un medicīniskai sasaldēšanai.

2. Modulāra un inteliģenta vadība

Integrēts temperatūras sensors + PID algoritms + PWM piedziņa, kas nodrošina augstas precizitātes temperatūras kontroli ±0,01 ℃ robežās.

Atbalsta tālvadību, izmantojot lietu internetu, kas ir piemērots viedajām aukstuma ķēdēm, laboratorijas iekārtām utt.

3. Termiskās pārvaldības sadarbības optimizācija

Aukstā gala uzlabota siltuma pārnešana (mikrokanāls, fāzes maiņas materiāls PCM)

Karstajā galā tiek izmantoti grafēna siltuma izlietnes, tvaika kameras vai mikroventilatoru bloki, lai atrisinātu "siltuma uzkrāšanās" sašaurinājumu.

IV, pielietojuma scenāriji un lauki

Medicīnas un veselības aprūpe: termoelektriskie PCR instrumenti, termoelektriskās dzesēšanas lāzera skaistumkopšanas ierīces, vakcīnu atdzesētas transportēšanas kastes

Optiskā komunikācija: 5G/6G optiskā moduļa temperatūras kontrole (stabilizējošs lāzera viļņa garums)

Patēriņa elektronika: mobilo tālruņu dzesēšanas aizmugures klipši, termoelektriskā AR/VR austiņu dzesēšana, Peltier dzesēšanas mini ledusskapji, termoelektriskais dzesēšanas vīna dzesētājs, automašīnu ledusskapji

Jauna enerģija: nemainīgas temperatūras kabīne dronu akumulatoriem, lokāla dzesēšana elektrotransportlīdzekļu kabīnēm

Aviācijas un kosmosa tehnoloģijas: satelītu infrasarkano staru detektoru termoelektriskā dzesēšana, temperatūras kontrole kosmosa staciju bezsvara stāvoklī

Pusvadītāju ražošana: precīza temperatūras kontrole fotolitogrāfijas iekārtām, vafeļu testēšanas platformām

V. Pašreizējie tehnoloģiskie izaicinājumi

Energoefektivitāte joprojām ir zemāka nekā kompresoru saldēšanas iekārtām (COP parasti ir mazāks par 1,0, savukārt kompresoru gadījumā tas var sasniegt 2–4).

Augstas izmaksas: augstas veiktspējas materiāli un precīzs iepakojums paaugstina cenas

Siltuma izkliede karstajā galā ir atkarīga no ārējas sistēmas, kas ierobežo kompakto konstrukciju.

Ilgtermiņa uzticamība: Termiskā ciklēšana izraisa lodēšanas savienojumu nogurumu un materiāla degradāciju

VI. Turpmākās attīstības virziens (2025.–2030. g.)

Istabas temperatūras termoelektriski materiāli ar ZT > 3 (teorētiskā robežizrāviena vērtība)

Elastīgas/valkājamas TEC ierīces, termoelektriskie moduļi, Peltier moduļi (elektroniskai ādai, veselības uzraudzībai)

Adaptīva temperatūras kontroles sistēma apvienojumā ar mākslīgo intelektu

Zaļā ražošana un pārstrādes tehnoloģija (vides pēdas nospieduma samazināšana)

2025. gadā termoelektriskās dzesēšanas tehnoloģija pāriet no "nišas un precīzas temperatūras kontroles" uz "efektīvu un plaša mēroga pielietojumu". Līdz ar materiālzinātnes, mikro-nanoapstrādes un intelektiskās vadības integrāciju tās stratēģiskā vērtība tādās jomās kā nulles oglekļa satura dzesēšana, augstas uzticamības elektroniskā siltuma izkliede un temperatūras kontrole īpašās vidēs kļūst arvien izteiktāka.

TES2-0901T125 specifikācija

Imax: 1A

Umaks.: 0,85–0,9 V

Qmax: 0,4 W

Delta T max: >90 °C

Izmērs: pamatnes izmērs: 4,4 × 4,4 mm, augšējais izmērs 2,5 x 2,5 mm,

Augstums: 3,49 mm.

TES1-04903T200 specifikācija

Karstās puses temperatūra ir 25 °C,

Imax: 3A

Umaks.: 5,8 V

Qmax： 10 W

Delta T max: > 64 °C

ACR: 1,60 omi

Izmērs: 12x12x2,37 mm