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歷史回顧熱電致冷晶片(Thermoelectric Cooling Module)及溫差發電晶片(Thermoelectric Power generating Module)的理論基礎早在19世紀初即被科學家發現。

 

西元1821年(約190年前)德國科學家Thomas Johann Seebeck (1770-1831)發佈塞貝克效應(Seeback Effect),此效應為日後研發溫差發電晶片的基礎,隨後不久(1834),法國錶匠Jean Charles Athanase Peltier也發佈了珀爾帖效應(Peltier Effect),此效應為日後研發致冷晶片的基礎,但是當時並無今日發展神速的半導體工業,科學家無法利用以上兩個效應來研發創造新的產品,直到1960年(約40年前),靠著半導體工業的配合,致冷晶片與發電晶片才問世。

 

致冷晶片的名稱熱電致冷晶片的名稱很多,如熱電致冷模組(Thermoelectric Cooling Module)、熱電致冷晶片(Thermoelectric Cooling Chip)、制冷晶片、熱電致冷器(Thermoelectric Cooler)、珀爾帖致冷器(Peltier Cooler)、珀爾帖單體(Peltier Cell)、 也有人稱它為熱泵(Heat Pump), 在中國大陸,最普遍的名稱為半導體致冷器,筆者淺見,若改稱固態式致冷器(solid state cooler)會更加貼切。

 

致冷晶片的優點熱電致冷晶片與傳統冷凍壓縮機互相比較,有優點,但也有缺點。

它的體積小、無噪音、不使用冷煤,因此無環保公害,壽命長,可倒立或側立使用,無方向的限制,特別適用於航空器或太空艙,造價較高,但日後幾乎不需維護。

它有四條電線,其實它是兩組致冷器共築在同一面陶瓷板上,使用者決定串聯使用或是並聯使用,如此可以增加致冷晶片的靈活度,讓它適用在更多場合。 

致冷晶片的缺點它最大的缺點是能源轉換效率低,一般約在40%至50%之間,而傳統式冷凍壓縮機的效率,一般約在400%至500%之間,因此致冷晶片無法用在大型空調或大型冰箱的場合,但願科學家的研究能有所突破、提高效率,屆時冷凍工業將有一番新的面目出現。

 

致冷晶片的用途致冷晶片有如以上的優缺點,它的用途,依隨它的特性,存在日常生活的各種角落中,在日常生活用品,航太工業、醫學生物化驗、軍事民生工業等,處處可見。

最常見的用途如電腦CPU的冷卻(Microprocessor Cooler)、【珍藏箱】電子防潮箱、雷射發光頭的冷卻(Laser Diode Cooler)、車用行動冷藏箱 (Portable  Picnic Cooler)、 冰水機(Water Cooler)、冷熱敷療器(Therapy Water Pad)、小型冰箱(Mini Refrigerator)、血液分析儀(Blood Analyzer)等等。

 

如汽車用易開罐飲料冰冷器,使用的電源來自於汽車點煙頭,把易開罐飲料置於其中,保證讓你清涼一夏,全台灣各地汽車精品店都可買得到,另外,致冷晶片也可以用來發電珀爾帖效應(Peltier Effect)與塞貝克效應(Seeback Effect)是從不同的角度來解釋同一種物理現象。

珀爾帖效應解釋電流可以產生溫差,塞貝克效應解釋溫差可以產生電流,所以有致冷晶片,當然也有發電晶片。

發電晶片的英文名稱也多樣化,常用的簡稱有T.E.G.(Thermoelectric Generator)或是 T.G.M.(Thermoelectric Generating Module),其它常見的名稱有 "TE Power Generating Module" 、 "TE module for Electric Generation " 及 "Power Module for Converting Heat Source To Electricity"。

 

瓦斯燈、頂部有發電晶片裝置,底部是收音機,利用瓦斯燈頂部的熱能來發電,產生的電力供應給底部的收音機,各位讀者,動動你的腦筋,發揮你的創意,說不定千萬財富就再彈指之中。

 

致冷晶粒的主要成份筆者經常被問到這樣的問題,台灣有沒有產製致冷晶片的製造廠,我的答案是沒有,怎麼會這樣?我的粗淺看法是如此,致冷晶粒的主要成份是銻(Antimony)、碲(Tellurium)、鉍(Bismuth)、硒(Selenium),這些都是稀有元素,台灣沒有如此的礦源,這個答案我也沒有十足把握。

 

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