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半導體制冷又稱為熱電制冷，是固態制冷技術，它不用制冷劑，沒有運行件。其熱電堆起著壓縮式制冷壓縮機的作用，冷端及其熱交換器則相當于壓縮式制冷蒸發器，而熱端及其熱交換器相當于冷凝器。通電時自由電子和空穴在外電場的作用下，離開熱電堆的冷端向熱端移動，相當于制冷劑在壓縮機中的壓縮過程。在電熱堆的冷端，通過熱交換器的吸熱，同時產生電子-空穴對，相當于制冷劑在蒸發器內的吸熱和蒸發。在電熱堆的熱端，發生電子-空穴對的復合，同時通過熱交換器散熱，相當于制冷劑在冷凝器中的發熱和凝結。