Dal 2025, la tecnologia di raffreddamento termoelettrico (TEC) ha compiuto notevoli progressi in termini di materiali, progettazione strutturale, efficienza energetica e scenari applicativi. Di seguito sono riportate le ultime tendenze e innovazioni tecnologiche in atto.
I. Ottimizzazione continua dei principi fondamentali
L'effetto Peltier rimane fondamentale: alimentando coppie di semiconduttori di tipo N/tipo P (come i materiali a base di Bi₂Te₃) con corrente continua, il calore viene rilasciato all'estremità calda e assorbito all'estremità fredda.
Capacità di controllo bidirezionale della temperatura: può ottenere raffreddamento/riscaldamento semplicemente cambiando la direzione della corrente ed è ampiamente utilizzato in scenari di controllo della temperatura ad alta precisione.
II. Innovazioni nelle proprietà dei materiali
1. Nuovi materiali termoelettrici
Il tellururo di bismuto (Bi₂Te₃) rimane il materiale più diffuso, ma grazie all'ingegneria delle nanostrutture e all'ottimizzazione del drogaggio (ad esempio con Se, Sb, Sn, ecc.), il valore ZT (coefficiente di valore ottimale) è stato notevolmente migliorato. Il valore ZT di alcuni campioni di laboratorio è superiore a 2,0 (tradizionalmente circa 1,0-1,2).
Sviluppo accelerato di materiali alternativi senza piombo/a bassa tossicità
Materiali a base di Mg₃(Sb,Bi)₂
monocristallo di SnSe
Lega semi-Heusler (adatta per sezioni ad alta temperatura)
Materiali compositi/a gradiente: le strutture eterogenee multistrato possono ottimizzare simultaneamente la conduttività elettrica e la conduttività termica, riducendo la perdita di calore per effetto Joule.
III, Innovazioni nel sistema strutturale
1. Progettazione termopila 3D
Adottare strutture integrate a microcanali o a impilamento verticale per aumentare la densità di potenza di raffreddamento per unità di superficie.
Il modulo TEC a cascata, il modulo Peltier, il dispositivo Peltier, il modulo termoelettrico possono raggiungere temperature ultra basse di -130℃ e sono adatti alla ricerca scientifica e al congelamento medico.
2. Controllo modulare e intelligente
Sensore di temperatura integrato + algoritmo PID + azionamento PWM, per un controllo della temperatura ad alta precisione entro ±0,01℃.
Supporta il controllo remoto tramite Internet of Things, adatto per la catena del freddo intelligente, apparecchiature di laboratorio, ecc.
3. Ottimizzazione collaborativa della gestione termica
Trasferimento di calore migliorato con estremità fredda (microcanale, materiale a cambiamento di fase PCM)
L'hot end adotta dissipatori di calore in grafene, camere di vapore o gruppi di micro-ventole per risolvere il problema dell'accumulo di calore.
IV, scenari e campi applicativi
Medicina e assistenza sanitaria: strumenti termoelettrici per PCR, dispositivi laser per la bellezza con raffreddamento termoelettrico, contenitori refrigerati per il trasporto dei vaccini
Comunicazione ottica: controllo della temperatura del modulo ottico 5G/6G (stabilizzazione della lunghezza d'onda laser)
Elettronica di consumo: clip di raffreddamento posteriori per telefoni cellulari, raffreddamento termoelettrico per visori AR/VR, mini frigoriferi con raffreddamento Peltier, refrigeratori per vino con raffreddamento termoelettrico, frigoriferi per auto
Nuova energia: cabina a temperatura costante per batterie di droni, raffreddamento locale per cabine di veicoli elettrici
Tecnologia aerospaziale: raffreddamento termoelettrico dei rilevatori infrarossi satellitari, controllo della temperatura nell'ambiente a gravità zero delle stazioni spaziali
Produzione di semiconduttori: controllo di precisione della temperatura per macchine fotolitografiche, piattaforme di collaudo di wafer
V. Le attuali sfide tecnologiche
L'efficienza energetica è ancora inferiore a quella della refrigerazione a compressore (il COP è solitamente inferiore a 1,0, mentre i compressori possono raggiungere 2-4).
Costi elevati: materiali ad alte prestazioni e imballaggi precisi fanno aumentare i prezzi
La dissipazione del calore all'estremità calda si basa su un sistema esterno, che limita il design compatto
Affidabilità a lungo termine: il ciclo termico provoca l'affaticamento dei giunti di saldatura e il degrado del materiale
VI. Direzione di sviluppo futuro (2025-2030)
Materiali termoelettrici a temperatura ambiente con ZT > 3 (superamento del limite teorico)
Dispositivi TEC flessibili/indossabili, moduli termoelettrici, moduli Peltier (per la pelle elettronica, monitoraggio della salute)
Un sistema di controllo adattivo della temperatura combinato con l'intelligenza artificiale
Tecnologia di produzione e riciclaggio ecologica (riduzione dell'impronta ambientale)
Nel 2025, la tecnologia di raffreddamento termoelettrico passerà da un "controllo di temperatura di nicchia e preciso" ad "applicazione efficiente e su larga scala". Con l'integrazione della scienza dei materiali, della micro-nano-elaborazione e del controllo intelligente, il suo valore strategico in settori come la refrigerazione a zero emissioni di carbonio, la dissipazione elettronica del calore ad alta affidabilità e il controllo della temperatura in ambienti speciali diventerà sempre più evidente.
Specifiche TES2-0901T125
Imax: 1A,
Umax: 0,85-0,9 V
Qmax: 0,4 W
Delta T max: >90 °C
Dimensioni: Dimensioni base: 4,4×4,4 mm, dimensioni superiori: 2,5X2,5 mm,
Altezza: 3,49 mm.
Specifiche TES1-04903T200
La temperatura del lato caldo è di 25 °C,
Imax: 3A,
Umax: 5,8 V
Qmax: 10 W
Delta T max: > 64 °C
ACR: 1,60 Ohm
Dimensioni: 12x12x2,37 mm
Data di pubblicazione: 08-12-2025
