Od 2025 roku technologia chłodzenia termoelektrycznego (TEC) poczyniła znaczące postępy w zakresie materiałów, projektowania konstrukcji, efektywności energetycznej i scenariuszy zastosowań. Poniżej przedstawiono najnowsze trendy i przełomy w rozwoju technologicznym.
I. Ciągła optymalizacja podstawowych zasad
Efekt Peltiera pozostaje fundamentalny: poprzez zasilanie par półprzewodników typu N/P (takich jak materiały na bazie Bi₂Te₃) prądem stałym, ciepło jest uwalniane na gorącym końcu i pochłaniane na zimnym końcu.
Możliwość dwukierunkowej regulacji temperatury: umożliwia chłodzenie/ogrzewanie poprzez prostą zmianę kierunku przepływu prądu. Jest powszechnie stosowana w przypadku precyzyjnej regulacji temperatury.
II. Przełomy w zakresie właściwości materiałów
1. Nowe materiały termoelektryczne
Tellurek bizmutu (Bi₂Te₃) pozostaje głównym nurtem, ale dzięki inżynierii nanostrukturalnej i optymalizacji domieszkowania (takiego jak Se, Sb, Sn itp.) wartość ZT (współczynnik wartości optymalnej) została znacznie poprawiona. W niektórych próbkach laboratoryjnych ZT przekracza 2,0 (tradycyjnie około 1,0–1,2).
Przyspieszony rozwój alternatywnych materiałów bezołowiowych/o niskiej toksyczności
Materiały na bazie Mg₃(Sb,Bi)₂
Monokryształ SnSe
Stop Half-Heuslera (odpowiedni do profili wysokotemperaturowych)
Materiały kompozytowe/gradientowe: Wielowarstwowe struktury heterogeniczne mogą jednocześnie optymalizować przewodnictwo elektryczne i cieplne, redukując utratę ciepła Joule'a.
III. Innowacje w systemie strukturalnym
1. Projekt termopilu 3D
W celu zwiększenia gęstości mocy chłodzenia na jednostkę powierzchni należy zastosować pionowe układanie modułów lub struktury zintegrowane z mikrokanałami.
Moduł kaskadowy TEC, moduł Peltiera, urządzenie Peltiera, moduł termoelektryczny może osiągnąć bardzo niskie temperatury rzędu -130℃ i nadaje się do badań naukowych i mrożenia w celach medycznych.
2. Modułowe i inteligentne sterowanie
Zintegrowany czujnik temperatury + algorytm PID + sterownik PWM, zapewniający precyzyjną kontrolę temperatury w zakresie ±0,01℃.
Obsługuje zdalne sterowanie poprzez Internet Rzeczy, nadaje się do inteligentnego łańcucha chłodniczego, sprzętu laboratoryjnego itp.
3. Wspólna optymalizacja zarządzania ciepłem
Wzmocniony transfer ciepła na zimnym końcu (mikrokanał, materiał zmiennofazowy PCM)
W celu rozwiązania wąskiego gardła związanego z „akumulacją ciepła” w gorącej części urządzenia zastosowano radiatory grafenowe, komory parowe lub układy mikrowentylatorów.
IV, scenariusze i pola zastosowań
Medycyna i opieka zdrowotna: termoelektryczne urządzenia PCR, termoelektryczne chłodzące laserowe urządzenia kosmetyczne, pojemniki do transportu szczepionek w lodówce
Komunikacja optyczna: kontrola temperatury modułu optycznego 5G/6G (stabilizacja długości fali lasera)
Elektronika użytkowa: klipsy chłodzące do telefonów komórkowych, termoelektryczne chłodzenie zestawów słuchawkowych AR/VR, mini lodówki z chłodzeniem Peltiera, chłodziarki do wina z chłodzeniem termoelektrycznym, lodówki samochodowe
Nowa energia: kabina o stałej temperaturze dla akumulatorów dronów, lokalne chłodzenie dla kabin pojazdów elektrycznych
Technologia aerokosmiczna: chłodzenie termoelektryczne detektorów podczerwieni satelitów, kontrola temperatury w środowisku zerowej grawitacji stacji kosmicznych
Produkcja półprzewodników: precyzyjna kontrola temperatury dla maszyn fotolitograficznych, platform testowych płytek półprzewodnikowych
V. Aktualne wyzwania technologiczne
Efektywność energetyczna jest jednak nadal niższa niż w przypadku chłodnictwa sprężarkowego (współczynnik COP jest zwykle mniejszy niż 1,0, podczas gdy w przypadku chłodnictwa sprężarkowego może on osiągać wartość 2-4).
Wysokie koszty: Wysokowydajne materiały i precyzyjne opakowania podnoszą ceny
Rozpraszanie ciepła na gorącym końcu odbywa się za pomocą zewnętrznego systemu, co ogranicza kompaktową konstrukcję
Długoterminowa niezawodność: Cykle termiczne powodują zmęczenie połączeń lutowanych i degradację materiału
VI. Przyszły kierunek rozwoju (2025-2030)
Materiały termoelektryczne w temperaturze pokojowej o ZT > 3 (teoretyczna granica przebicia)
Elastyczne/noszone urządzenia TEC, moduły termoelektryczne, moduły Peltiera (do elektronicznej skóry, monitorowania stanu zdrowia)
Adaptacyjny system kontroli temperatury połączony ze sztuczną inteligencją
Zielona technologia produkcji i recyklingu (zmniejszanie śladu środowiskowego)
W 2025 roku technologia chłodzenia termoelektrycznego przechodzi od „niszowej i precyzyjnej kontroli temperatury” do „wydajnego zastosowania na dużą skalę”. Dzięki integracji materiałoznawstwa, mikro-nanoprzetwarzania i inteligentnego sterowania, jej strategiczna wartość w takich dziedzinach jak chłodzenie bezemisyjne, wysoce niezawodne elektroniczne odprowadzanie ciepła i kontrola temperatury w środowiskach specjalnych zyskuje na znaczeniu.
Specyfikacja TES2-0901T125
Imax: 1A,
Umax: 0,85-0,9 V
Qmax: 0,4 W
Delta T max: >90 C
Rozmiar: Rozmiar podstawy: 4,4×4,4 mm, rozmiar góry: 2,5×2,5 mm,
Wysokość: 3,49 mm.
Specyfikacja TES1-04903T200
Temperatura strony gorącej wynosi 25 C,
Imax: 3A,
Umax: 5,8 V
Qmax: 10 W
Delta T max: > 64 C
ACR: 1,60 Ohm
Rozmiar: 12x12x2,37 mm
Czas publikacji: 08-12-2025
