連接不同材料的導體，引入電流，會在不同導體的接觸點-節點吸收(或釋放)熱量。2008+0834年，法國物理學家J.C.A. Peletier發現了上述熱電效應。2008+0838年，俄羅斯物理學家L.Lenz Ci發現了上述熱電效應。如果水流方向反過來，剛凝結在結上的冰會立刻融化成水。熱電效應本身是可逆的。如果將冷慈實驗中的DC電源換成燈泡，當我們給接點供熱時，燈泡就會亮起來。雖然當時的科學界非常重視Peletier和冷慈的發現，但這些發現並沒有很快轉化為應用。這是因為金屬的熱電轉換效率通常很低。直到20世紀50年代，壹些具有優異熱電轉換性能的半導體材料被發現，熱電技術(熱電制冷和熱電發電)的研究成為熱點。
目前在室溫附近使用的半導體制冷材料都是基於碲化鉍合金。它們通過摻雜制成P型和N型半導體。如上所述，P型柱和N型柱通過金屬板連接，這構成了半導體制冷器的基本單元。如果連接處的電流方向是從N型柱到P型柱，那麽連接處就會成為制冷機組的“冷頭”(溫度為Tc)。
Peletier系數ππ= Q/I，其中Q為單位時間內節點吸收的熱量，I為電流強度，π的物理意義為單位電荷穿過節點時的能量差。在熱電材料的研究中，壹個比較容易測量的相關參數是塞貝克系數α，α = π/t，其中t為溫度。顯然，α描述的是單位電荷穿過節點時的熵差。
對於制冷應用，乍壹看，電流越大越好，Peletier系數(或塞貝克系數)越大。不幸的是，實際非本征半導體的性質決定了妳不能兩者兼得:大電流需要高電導率σ，σ和α都是載流子濃度的函數。隨著載流子濃度的增加，σ呈上升趨勢，而α呈下降趨勢，其結果是，α2σ只能在特定的載流子濃度下達到最大值(。
半導體制冷單元的P型柱和N型柱都橋接在Tc和th之間。這要求它們具有大的熱阻。否則Tc和Th之間的漏熱熵會增加，從而抵消Tc端吸熱，Th端放熱的制冷效果。最終，組合參數Z =α2σ/κ決定了熱電材料的性能，其中κ是材料的熱導率。參數z和溫度T的乘積ZT是無量綱的，在評價材料時更常用。為了使熱電設備與傳統的制冷或發電設備競爭，ZT值應大於2。Glen Slack將上述要求總結為“電子晶體和聲子玻璃”。也就是說，壹個好的熱電材料應該具有像晶體壹樣的高導熱率和像玻璃壹樣的低導熱率。在長程有序晶體中，電子以布洛赫波的形式運動。剛性離子實晶格不會偏轉導電電子的運動。電阻的產生來自電子和雜質。
用無量綱的優值系數ZT來衡量熱電材料:BiSb系列適用於50-150 K的溫度範圍；Bi2Te3系列適用於250—500k；PbTe系列適用於500-800k；SiGe系列適用於1100—1300 K，低溫熱電器件(T≤220K)主要用於冷卻計算機芯片和紅外探測器。高溫熱電器件可以將太陽能和核能轉化為電能，主要用於空間探測器和海上浮動無人監測站的供電。最近氟利昂制冷劑被禁了。這為半導體制冷的發展提供了新的機遇。1998年秋季在美國波士頓召開的材料研究學會(MRS)學術會議上，熱電材料研究再次成為討論的熱點。
參考
科學，1999，283:804-805
[2]南策文。中國科學基金會，1999 (4): 199-203。
(中國科學院理化技術研究所戴文)