近年来,大到外太空探测,小到日常生活中的车载冰箱,热电材料应用的发展越来越好。而在此领域已经发展20多年的广东富信科技股份有限公司(简称“富信”),更是把该项技术瞄准到通讯、医疗等更多应用领域。
富信作为国内半导体热电行业具有领先地位的国家级高新技术企业,其热电致冷芯片(TEC)利用半导体材料的帕尔贴(Peltier)效应,实现固态致冷或加热。相比传统的机械压缩式制冷方式,TEC集中小巧、精确控温,在热电制冷方面,没有任何的运动部件,也没有任何制冷剂,实现了无振动、无噪音、无需维护。在温差发电发面,它可以将热能直接转化为电能,在余热回收方面有很大的用处,达到低碳环保、节能减排的效果。
据富信技术研发中心曹主任介绍,半导体热电致冷芯片可以在同一个系统内实现制冷和加热两种功能,这是其他的制冷方式所不能比拟。作为一种可以实现热能及电能之间相互直接转换的能量转换技术,它成为热电技术领域中可靠、经济的解决方案,现已广泛应用于空间、军事、通讯、医疗、工业、汽车、民用消费品等领域,例如深空探测器电源RTG、红外探测器冷却、光通讯器件恒温、PCR等生物医疗设备、车载冰箱及恒温座椅、红酒柜饮水机等消费类电器。
据统计,富信年产制冷芯片1000万片、制冷系统700万套、热电终端产品100万台的生产能力,是全球最大的半导体热电产品制造基地。其热电终端产品除占据国内市场外,更销往包括欧洲、美国、加拿大、澳大利亚及日韩等东南亚国家和地区,是联合国合格供应商之一。
在推动产业发展上,富信除了本身持续的技术研发创新外,还与顺德职业技术学院联合开展校企合作,主办了“富信杯”工业设计大赛。参赛作品涉及到智能家居、餐饮物流、医疗设备、母婴用品等多方面领域,集中体现了半导体热电技术小巧便携、精确控温、节能环保等方面的特点。
富信希望通过加强校企合作,将半导体致冷技术相关知识与信息传播给年轻人群体,拓展技术受众群体。在为学生提供一个自我展示机会的同时,发掘半导体热电技术新的应用领域,更好地推动半导体热电产业的发展。而事实证明,参赛作品无论从创意性还是实用性,都为后面开发新的产品提供了很好的素材。
尽管半导体热电致冷芯片的技术发展及应用日趋成熟,但仍存在需要攻克的难题。例如,目前热电转化效率相对较低,限制了其大功率制冷及余热回收方面的大规模应用,这就需要行业在材料技术、制造技术、传热技术、电控技术等方面取得突破,并能够使多种学科有效结合,进一步提升热电技术的转化效率,共同推动热电技术的提升和发展。
提及半导体热电技术的应用前景,富信表示非常有信心。一方面,半导体热电技术本身有着很多其它技术无法比拟的优势,甚至成为某些领域唯一的技术解决方案;另一方面,随着科学技术的进步和人们生活水平的提高,一些先进的仪器装备及新兴的应用领域对半导体热电技术提出了新的需求。只要这项技术得到坚持推广,让更多的人了解、掌握并应用这项技术,富信认为在不久的将来,半导体热电技术一定会有一个更加广阔的应用空间和市场前景。