简析版：
简单来说，半导体冰箱制冷主要是利用金属吸热和放热的物理性能来实现的。纯金属制冷效果太差，而半导体的热电势却极高，因而选择半导体。N型和P型半导体连接铜板、铜导线形成一个直流电路，在通电的情况下两端的极板产生温差，冰箱内部的一边金属片接头会变冷，而冰箱背后的一边接头散热。
专业版：
半导体冰箱主要是利用“珀尔帖效应”来实现制冷的，由N、P型材料（主要由碲化铋加入不纯物再经过特殊处理而制成）组成一对热电偶，当热电偶通入直流电流后，因直流电通入的方向不同，将在电偶结点处产生吸热和放热现象，这种现象就是为珀尔帖效应。
而采用P型半导体（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半导体(Bi2Te3-Bi2Se3)，是因为这两种半导体的热电势差最大，制冷效果最明显。
而产生吸热和放热的原理是：由电子和空穴（即电洞，指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下空位的现象）流过结点，由于势能的变化从而引起能量的传递，也就是电荷载体在不同材料的电流运动中，会处于不同的能级，当其从高向低运动时，就会放热，否则就会吸热（即制冷）。
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