تبرید نیمه هادی برای مدیریت حرارتی ضروری است

طبق داده‌های MarketsandMarkets، انتظار می‌رود بازار جهانی دستگاه‌های ترموالکتریک نیمه‌رسانا از 593 میلیون دلار در 2021 به 872 میلیون دلار در سال 2026 با نرخ رشد مرکب سالانه 8.0 درصد افزایش یابد. با ارتقای مستمر تقاضای مصرف کنندگان و توسعه شدید زمینه هایی مانند 5G و وسایل نقلیه الکتریکی، پتانسیل رشد قابل توجهی در تقاضای بازار برای دستگاه های ترموالکتریک، سیستم های ترموالکتریک و ماشین های کامل ترموالکتریک وجود دارد.

فناوری ترموالکتریک نیمه هادی عمدتاً شامل دو جهت کاربردی است: فناوری تبرید ترموالکتریک نیمه هادی و فناوری تولید برق ترموالکتریک. برای دستیابی به تبدیل متقابل بین انرژی الکتریکی و انرژی حرارتی، به ترتیب از اثر پلتیه و اثر Seebeck مواد نیمه هادی استفاده می کند. این یک فناوری تبرید سازگار با محیط زیست و فناوری انرژی سبز است.

تراشه تبرید نیمه هادی دستگاهی بدون قطعات متحرک است که مداری متشکل از مواد ترموالکتریک نوع PN (معمولاً یک مدار سری) است. با این حال، با توجه به ضرایب انبساط حرارتی مختلف مواد مورد استفاده، دستگاه تنش داخلی را در هنگام تغییر دما ایجاد می کند. به خصوص زمانی که نرخ تغییر دما زیاد باشد (مانند زمانی که دوچرخه سرد و گرم مورد نیاز است)، تنش داخلی ایجاد شده قابل توجه خواهد بود و باید دستگاه هایی با قابلیت اطمینان بالا انتخاب شوند. توسعه راه حل های فن آوری ترموالکتریک نیمه هادی و محصولات کاربردی بر کاربرد جامع و پیشرفت سه فناوری اساسی متکی است: آماده سازی مواد، آماده سازی دستگاه و یکپارچه سازی سیستم، و از طریق یک برنامه مدیریت حرارتی معقول اعمال می شود.

فناوری تبرید نیمه هادی بر خنک سازی دقیق در فضاهای کوچک با ویژگی هایی مانند حجم کم، وزن سبک، خنک کننده سریع، کنترل دقیق دما، بی صدا بودن و قابلیت حمل تمرکز دارد. با مزایای غیر قابل جایگزینی مانند انعطاف پذیری، تنوع و قابلیت اطمینان، به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها مانند لوازم الکترونیکی مصرفی، ارتباطات نوری، تجهیزات پزشکی، لوازم خانگی، خودرو، هوافضا، لیزر، تصویربرداری حرارتی مادون قرمز و غیره استفاده شده است.

تبرید نیمه هادی موانع زیادی برای ورود دارد، با کاربردهای خارج از کشور عمدتاً در زمینه های ارتباطی، پزشکی، خودرو و صنعتی، در حالی که کاربردهای خانگی عمدتاً بر لوازم الکترونیکی مصرفی متمرکز است. با توجه به زمینه های کاربردی مختلف، بازار دستگاه ترموالکتریک نیمه هادی و سیستم ترموالکتریک الگوهای رقابتی متفاوتی را ارائه می دهد. در حال حاضر، بازار دستگاه ترموالکتریک نیمه هادی با کارایی بالا و سیستم ترموالکتریک که در زمینه های ارتباطی، خودروسازی، هوافضا و سایر زمینه ها اعمال می شود، عمدتاً توسط شرکت های خارجی مانند ژاپن، ایالات متحده و روسیه یا شرکت های تابعه آنها مستقر در چین کنترل می شود.