半导体制冷技术是一种固态制冷技术,在通入直流电流后可实现制冷、制热,也可将温度精确控制在某一区间。由于其无需使用制冷剂,对保护臭氧层与减缓温室效应具有重要意义。本文对针对某一系列型号的商品化半导体制冷器件建立了参数化模型,通过与文献对比验证了模型的准确性。基于此模型分析了器件内部半导体热电元件结构尺寸与输入功率对器件性能的影响。通过计算得到,在本文的参数取值范围内,低面长比的元件尺寸对最大温差的提升是有利的,但其最大增幅仅为2.8%,且对制冷系数影响也不显著,但是对最大制冷量影响较大,面长比最大的结构相比最小的结构增幅达58.6%。同时指出发现大功率的器件所需的散热成本会很高。文中给出了一款常用型号的制冷器件在热面温度为27℃和50℃条件下的性能曲线,通过必要的测量可以从性能曲线中快速得到器件的制冷量与制冷系数,同时指出环境温度对器件性能有较显著的影响,相比热端为27℃的工况,在热端温度为50℃时器件的最大温差提升了6.7%,最大制冷量提升了18.5%。本文还建立了不同功率的3款半导体制冷器件计算模型,分析在热端散热条件较差时其性能变化规律。通过分析发现在半导体制冷器件热端散热条件受到限制时,器件热端的热量无法快速及时的传到环境中,导致热端温度升高,器件性能显著降低。对功率越大的器件影响越显著,尽管功率越大的器件其制冷量通常会越大,但是在该工况下大功率器件的制冷量与制冷系数都远低于小功率器件。但是在适当减小输入电压后,大功率器件的制冷量提升了211%,但是依然低于小功率器件。因此,在半导体制冷系统的设计中,若散热条件受到限制,选择小功率器件会更合适。若器件在冷端温度较高的工况下使用,虽然散热条件受到限制,但各型号器件性能差异并不明显,若能改善散热条件,大功率的器件会更具性能优势。但是需要注意的是此时热端温度容易过高,影响器件使用寿命甚至烧毁器件。若适当减小大功率器件输入功率,其制冷性能会优于小功率器件。因此,在该制冷工况下,通过适当减小大功率器件的输入功率可以得到更好的制冷性能。