以研究太阳能半导体制冷空调为背景，设计了一种小型太阳能半导体制冷装置。制冷装置由制冷部分和温度测量控制部分两部分组成，主要针对制冷片的安装方法、控制匹配器和温度控制电路的设计方法、半导体制冷片制冷性能的影响因素开展研究。通过制冷装置实验，得到了制冷片在不同电流工况和散热条件下两端的温差及箱体内平均温度随工作时间的变化曲线。实验结果表明，制冷片工作电流的选择要与制冷系统的散热强度相适应，而且应适当增加制冷片冷端的散冷能力，才能达到良好的制冷效果。

本文研究了半导体制冷器冷、热端在第三类边界条件下对N-P型电臂进行传热分析和数值计算,并考虑了汤姆逊效应的影响,得出了半导体制冷器的制冷参数随散热强度和电流改变的变化规律,为实际工作状态下的半导体制冷器的优化设计提供了依据.

对热电制冷电偶对进行传热分析，得到了热电制冷性能与热端散热强度之间的微分方程，在第三类边界条件下进行求解可得到热电制冷性能与热端散热强度之间的解析关系式，经过对其进行数值计算和求解，得出了散热强度对热电制冷性能影响的曲线，由此得出：随着散热强度的不断增强，热电制冷的性能逐渐提高，当热端散热强度增加到一定值后，散热强度的增加对制冷性能的影响就趋于缓慢，从经济性考虑，热电制冷中存在最佳热散热强度，不可能无限制地通过提高热端散热强度来改变热电制冷的制冷性能，所以，在实际应用中应合理优化设计和改进热端散热系统。