半导体制冷技术无机械运动部件、体积小巧、节能环保、能实现精准控温，当前传统家居家具功能单一，例如普通衣柜无法有效防潮除霉，普通餐桌不能兼顾冷热食物存放。随着技术和时代的发展，人们对智能家居生活的需求也在不断提高，将半导体制冷技术应用在智能家居领域，提供多功能化、高智能度、高舒适度家电产品。目前该研究仍处于起步阶段，存在较大的探索空间。

半导体制冷技术原理是利用帕尔帖效应，当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象；回路的一端吸收热量，另一端放出热量。

富连京TEC器件

半导体制冷元件主要由N型半导体、P型半导体以及陶瓷基板、金属连接片构成。其中P型半导体富含空穴，N型半导体具有大量的游离电子，二者交替排列组成电偶对。金属连接片将P型半导体和N型半导体串联成电路，确保电流顺畅通过。陶瓷基板绝缘性好、热导率高，能够保障电路安全的同时快速把冷端热量吸收，传递到热端，将热量散发出去。

当直流电接入半导体制制冷元器件时，在外加电场的作用下，N型半导体的电子转移至P型半导体的空穴当中，产生电流，电偶对一端吸热实现制冷，另一端放热。

半导体制冷器结构图，图片来自：杭州先导

半导体制冷片体积较小，重量轻，寿命长且无噪音影响；没有分子的热运动，能实现快速冷却，便于形成各种结构和形状的制冷器；空调的制冷量可以达到MW级，千瓦级转换冷却温差达到20～150℃；绿色环保，无需依赖蒸汽参数，从根源上避免了环境污染问题，采用新型环保技术，完全摒弃了传统制冷压缩机和氟利昂的使用。

1、智能储物家具的精准控温需求  

传统家具在储物功能上存在明显短板，如衣柜内衣物易因潮湿环境滋生霉菌，酒柜因温度波动影响酒品品质。半导体制冷技术通过直流电驱动实现无机械振动制冷，可集成于衣柜、酒柜等家具内部，形成独立温控空间。

2、舒适型家具的体感优化需求  

座椅、床垫等直接接触人体的家具，存在夏季闷热、冬季冰冷的痛点。半导体制冷技术通过双向温控特性（制冷/制热模式切换），可开发出四季适用的温控座椅。实验数据显示，采用24对热电偶的制冷模块在15 ℃环境温度下，可使座椅表面温度稳定在25 ℃±1 ℃，体感舒适度显著提升。

图片来自：先进半导体

3、特殊场景的适应性需求  

在实验室中，半导体制冷可以为高精度实验仪器提供稳定的温度环境，确保实验结果的准确性，具有高精度、快速响应的特点，能满足各种实验对温度控制的严格要求。同时，其绿色环保、无噪音、高可靠性的优势，也使之成为实验室温控的理想选择。

1、柔性制冷技术突破  

新型柔性制冷片采用聚酰亚胺基板与纳米线结构半导体材料，具有优异的柔韧性和可弯曲性，能够完美贴合曲面家具和可穿戴家具的表面，实现无缝集成。例如，在曲面沙发、可弯曲书桌等新型家具中嵌入柔性制冷模块，不仅能够提供均匀的制冷效果，还能保持家具的整体美观性和舒适性，柔性半导体制冷片将成为未来智能家具领域的一大亮点。

2、微型化与集成化设计  

通过高度集成的设计方案，在有限的家居空间内实现多种功能的集成，同时保持家具的整体美观性和实用性。例如，在智能书桌中嵌入微型制冷、加热和干燥模块，使其既能作为普通书桌使用，又能作为文件资料、电子设备的保温和干燥存储空间。未来，微 型化、集成化的半导体智能家具将成为市场主流。 

3、绿色环保材料应用 

随着全球对环境保护意识的增强，绿色材料在半导体智能家具中的应用将越来越广泛。生物基半导体材料、可降解保温材料等环保材料的研发与应用，将显著降低家具生产过程中的碳排放和环境污染，为全球化环保进程贡献一份力量。

未来半导体智能家具将在物联网融合、柔性制冷技术、多功能能源集成、绿色材料应用、AI自适应控制、微型化与集成化设计以及健康与舒适性提升等方面取得显著进展。这些趋势不仅将推动家具行业的技术升级和产品创新，还将为用户带来更加智能、便捷、环保和舒适的生活体验。

来源：《半导体制冷技术在家具中的创新应用与发展趋势》杨立宇，宋青山，杜皓伟，刘芮滔，甘震，杨凯

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