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半导体制冷又称为热电制冷，是固态制冷技术，它不用制冷剂，没有运行件。其热电堆起着压缩式制冷压缩机的作用，冷端及其热交换器则相当于压缩式制冷蒸发器，而热端及其热交换器相当于冷凝器。通电时自由电子和空穴在外电场的作用下，离开热电堆的冷端向热端移动，相当于制冷剂在压缩机中的压缩过程。在电热堆的冷端，通过热交换器的吸热，同时产生电子-空穴对，相当于制冷剂在蒸发器内的吸热和蒸发。在电热堆的热端，发生电子-空穴对的复合，同时通过热交换器散热，相当于制冷剂在冷凝器中的发热和凝结。