थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग (टीईसी) तकनीक ने सामग्री, संरचनात्मक डिजाइन, ऊर्जा दक्षता और अनुप्रयोग परिदृश्यों में उल्लेखनीय प्रगति की है।

2025 से, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग (TEC) तकनीक ने सामग्री, संरचनात्मक डिजाइन, ऊर्जा दक्षता और अनुप्रयोग परिदृश्यों में उल्लेखनीय प्रगति की है। वर्तमान में नवीनतम तकनीकी विकास रुझान और उपलब्धियां निम्नलिखित हैं।

I. मूल सिद्धांतों का निरंतर अनुकूलन

पेल्टियर प्रभाव मूलभूत सिद्धांत बना हुआ है: एन-टाइप/पी-टाइप सेमीकंडक्टर युग्मों (जैसे Bi₂Te₃-आधारित सामग्री) को प्रत्यक्ष धारा से संचालित करने पर, गर्म सिरे पर ऊष्मा उत्सर्जित होती है और ठंडे सिरे पर अवशोषित होती है।

द्विदिशात्मक तापमान नियंत्रण क्षमता: यह धारा की दिशा बदलकर आसानी से शीतलन/तापन प्राप्त कर सकता है, और उच्च परिशुद्धता तापमान नियंत्रण परिदृश्यों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

II. भौतिक गुणों में महत्वपूर्ण प्रगति

1. नए थर्मोइलेक्ट्रिक पदार्थ

बिस्मथ टेल्यूराइड (Bi₂Te₃) अभी भी मुख्य घटक है, लेकिन नैनोस्ट्रक्चर इंजीनियरिंग और डोपिंग अनुकूलन (जैसे Se, Sb, Sn, आदि) के माध्यम से, ZT मान (इष्टतम मान गुणांक) में उल्लेखनीय सुधार हुआ है। कुछ प्रयोगशाला नमूनों का ZT मान 2.0 से अधिक है (परंपरागत रूप से लगभग 1.0-1.2 होता है)।

सीसा रहित/कम विषाक्तता वाले वैकल्पिक पदार्थों का त्वरित विकास

Mg₃(Sb,Bi)₂ आधारित सामग्री

SnSe एकल क्रिस्टल

हाफ-ह्यूस्लर मिश्र धातु (उच्च तापमान वाले अनुभागों के लिए उपयुक्त)

मिश्रित/ग्रेडिएंट सामग्री: बहु-परत विषम संरचनाएं एक साथ विद्युत चालकता और तापीय चालकता को अनुकूलित कर सकती हैं, जिससे जूल ऊष्मा हानि कम हो जाती है।

III. संरचनात्मक प्रणाली में नवाचार

1. 3डी थर्मोपाइल डिजाइन

प्रति इकाई क्षेत्रफल में शीतलन शक्ति घनत्व को बढ़ाने के लिए ऊर्ध्वाधर स्टैकिंग या माइक्रो चैनल एकीकृत संरचनाओं को अपनाएं।

कैस्केड टीईसी मॉड्यूल, पेल्टियर मॉड्यूल, पेल्टियर डिवाइस और थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल -130℃ के अति निम्न तापमान को प्राप्त कर सकते हैं और वैज्ञानिक अनुसंधान और चिकित्सा फ्रीजिंग के लिए उपयुक्त हैं।

2. मॉड्यूलर और बुद्धिमान नियंत्रण

एकीकृत तापमान सेंसर + पीआईडी ​​एल्गोरिदम + पीडब्ल्यूएम ड्राइव, ±0.01℃ के भीतर उच्च परिशुद्धता तापमान नियंत्रण प्राप्त करता है।

यह इंटरनेट ऑफ थिंग्स के माध्यम से रिमोट कंट्रोल को सपोर्ट करता है, जो इंटेलिजेंट कोल्ड चेन, प्रयोगशाला उपकरण आदि के लिए उपयुक्त है।

3. तापीय प्रबंधन का सहयोगात्मक अनुकूलन

ठंडे सिरे से ऊष्मा स्थानांतरण में वृद्धि (माइक्रोचैनल, फेज चेंज मटेरियल पीसीएम)

गर्म सिरे पर ऊष्मा संचय की समस्या को दूर करने के लिए ग्राफीन हीट सिंक, वाष्प कक्ष या माइक्रो-फैन सरणियों का उपयोग किया जाता है।

IV, अनुप्रयोग परिदृश्य और क्षेत्र

चिकित्सा एवं स्वास्थ्य सेवा: थर्मोइलेक्ट्रिक पीसीआर उपकरण, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग लेजर ब्यूटी डिवाइस, वैक्सीन के लिए रेफ्रिजरेटेड ट्रांसपोर्ट बॉक्स

ऑप्टिकल संचार: 5G/6G ऑप्टिकल मॉड्यूल तापमान नियंत्रण (लेजर तरंगदैर्ध्य को स्थिर करना)

उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: मोबाइल फोन कूलिंग बैक क्लिप, थर्मोइलेक्ट्रिक एआर/वीआर हेडसेट कूलिंग, पेल्टियर कूलिंग मिनी रेफ्रिजरेटर, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग वाइन कूलर, कार रेफ्रिजरेटर

नई ऊर्जा: ड्रोन बैटरी के लिए स्थिर तापमान वाला केबिन, इलेक्ट्रिक वाहनों के केबिन के लिए स्थानीय शीतलन

अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी: उपग्रहों के अवरक्त डिटेक्टरों का थर्मोइलेक्ट्रिक शीतलन, अंतरिक्ष स्टेशनों के शून्य-गुरुत्वाकर्षण वातावरण में तापमान नियंत्रण

सेमीकंडक्टर निर्माण: फोटोलिथोग्राफी मशीनों और वेफर परीक्षण प्लेटफार्मों के लिए सटीक तापमान नियंत्रण

V. वर्तमान तकनीकी चुनौतियाँ

ऊर्जा दक्षता अभी भी कंप्रेसर प्रशीतन की तुलना में कम है (सीओपी आमतौर पर 1.0 से कम होता है, जबकि कंप्रेसर 2-4 तक पहुंच सकते हैं)।

उच्च लागत: उच्च प्रदर्शन वाली सामग्री और सटीक पैकेजिंग के कारण कीमतें बढ़ जाती हैं।

गर्म सिरे पर ऊष्मा का अपव्यय एक बाहरी प्रणाली पर निर्भर करता है, जो कॉम्पैक्ट डिज़ाइन को सीमित करता है।

दीर्घकालिक विश्वसनीयता: थर्मल साइक्लिंग के कारण सोल्डर जॉइंट में थकान और सामग्री का क्षरण होता है।

VI. भविष्य के विकास की दिशा (2025-2030)

कमरे के तापमान पर काम करने वाले थर्मोइलेक्ट्रिक पदार्थ जिनका ZT > 3 है (सैद्धांतिक सीमा में सफलता)

लचीले/पहनने योग्य टीईसी उपकरण, थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल, पेल्टियर मॉड्यूल (इलेक्ट्रॉनिक त्वचा, स्वास्थ्य निगरानी के लिए)

एआई के साथ संयुक्त एक अनुकूली तापमान नियंत्रण प्रणाली

हरित विनिर्माण और पुनर्चक्रण प्रौद्योगिकी (पर्यावरणीय पदचिह्न को कम करना)

2025 में, थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग तकनीक "विशिष्ट और सटीक तापमान नियंत्रण" से "कुशल और व्यापक अनुप्रयोग" की ओर अग्रसर हो रही है। सामग्री विज्ञान, माइक्रो-नैनो प्रोसेसिंग और बुद्धिमान नियंत्रण के एकीकरण के साथ, शून्य-कार्बन प्रशीतन, उच्च-विश्वसनीय इलेक्ट्रॉनिक ताप अपव्यय और विशेष वातावरण में तापमान नियंत्रण जैसे क्षेत्रों में इसका रणनीतिक महत्व तेजी से बढ़ रहा है।

TES2-0901T125 विनिर्देश

आईमैक्स: 1ए,

यूमैक्स: 0.85-0.9V

Qmax: 0.4 W

डेल्टा टी अधिकतम: >90 डिग्री सेल्सियस

आकार: आधार का आकार: 4.4×4.4 मिमी, ऊपरी आकार: 2.5×2.5 मिमी

ऊंचाई: 3.49 मिमी।

TES1-04903T200 विनिर्देश

गर्म सिरे का तापमान 25 डिग्री सेल्सियस है।

आईमैक्स: 3ए,

यूमैक्स: 5.8 वी

Qmax: 10 W

डेल्टा टी अधिकतम: > 64 डिग्री सेल्सियस

एसीआर: 1.60 ओम

आकार: 12x12x2.37 मिमी