Depuis 2025, la technologie de refroidissement thermoélectrique (TEC) a connu des progrès remarquables en matière de matériaux, de conception structurelle, d'efficacité énergétique et d'applications. Voici les dernières tendances et avancées technologiques actuelles.
I. Optimisation continue des principes fondamentaux
L'effet Peltier reste fondamental : en faisant circuler un courant continu dans des paires de semi-conducteurs de type N/P (comme les matériaux à base de Bi₂Te₃), de la chaleur est libérée à l'extrémité chaude et absorbée à l'extrémité froide.
Capacité de contrôle bidirectionnel de la température : Elle permet de réaliser le refroidissement/chauffage simplement en inversant le sens du courant et est largement utilisée dans les scénarios de contrôle de température de haute précision.
II. Percées dans les propriétés des matériaux
1. Nouveaux matériaux thermoélectriques
Le tellurure de bismuth (Bi₂Te₃) reste le matériau dominant, mais grâce à l'ingénierie des nanostructures et à l'optimisation du dopage (par exemple avec Se, Sb, Sn, etc.), le coefficient ZT (valeur optimale) a été considérablement amélioré. Le ZT de certains échantillons de laboratoire dépasse 2,0 (contre environ 1,0 à 1,2 traditionnellement).
Développement accéléré de matériaux alternatifs sans plomb et à faible toxicité
Matériaux à base de Mg₃(Sb,Bi)₂
monocristal de SnSe
Alliage demi-Heusler (adapté aux sections à haute température)
Matériaux composites/à gradient : Les structures hétérogènes multicouches peuvent optimiser simultanément la conductivité électrique et la conductivité thermique, réduisant ainsi les pertes de chaleur par effet Joule.
III. Innovations dans le système structurel
1. Conception de thermopile 3D
Adoptez des structures à empilement vertical ou à microcanaux intégrés pour améliorer la densité de puissance de refroidissement par unité de surface.
Le module TEC en cascade, le module Peltier, le dispositif Peltier, le module thermoélectrique peuvent atteindre des températures ultra-basses de -130℃ et conviennent à la recherche scientifique et à la congélation médicale.
2. Contrôle modulaire et intelligent
Capteur de température intégré + algorithme PID + commande PWM, permettant un contrôle de température de haute précision à ±0,01℃.
Compatible avec la commande à distance via l'Internet des objets, convient aux chaînes du froid intelligentes, aux équipements de laboratoire, etc.
3. Optimisation collaborative de la gestion thermique
Transfert de chaleur amélioré côté froid (microcanaux, matériau à changement de phase PCM)
L'extrémité chaude utilise des dissipateurs thermiques en graphène, des chambres à vapeur ou des réseaux de micro-ventilateurs pour résoudre le problème de « l'accumulation de chaleur ».
IV, scénarios et domaines d'application
Médical et soins de santé : instruments PCR thermoélectriques, appareils de beauté laser à refroidissement thermoélectrique, boîtes de transport réfrigérées pour vaccins
Communication optique : contrôle de la température du module optique 5G/6G (stabilisation de la longueur d'onde du laser)
Électronique grand public : clips de refroidissement pour téléphones portables, refroidissement thermoélectrique pour casques de réalité augmentée/virtuelle, mini-réfrigérateurs à refroidissement Peltier, caves à vin à refroidissement thermoélectrique, réfrigérateurs de voiture
Nouvelles énergies : Cabine à température constante pour les batteries de drones, refroidissement local pour les habitacles de véhicules électriques
Technologie aérospatiale : refroidissement thermoélectrique des détecteurs infrarouges des satellites, contrôle de la température en microgravité dans les stations spatiales
Fabrication de semi-conducteurs : Contrôle précis de la température pour les machines de photolithographie et les plateformes de test de plaquettes
V. Défis technologiques actuels
L'efficacité énergétique reste inférieure à celle de la réfrigération par compresseur (le COP est généralement inférieur à 1,0, alors que les compresseurs peuvent atteindre 2 à 4).
Coût élevé : les matériaux haute performance et l’emballage précis font grimper les prix.
La dissipation de chaleur à l'extrémité chaude repose sur un système externe, ce qui limite la compacité de la conception.
Fiabilité à long terme : les cycles thermiques provoquent une fatigue des joints de soudure et une dégradation des matériaux
VI. Orientations futures du développement (2025-2030)
Matériaux thermoélectriques à température ambiante avec ZT > 3 (Dépassement de la limite théorique)
Dispositifs TEC flexibles/portables, modules thermoélectriques, modules Peltier (pour la peau électronique, la surveillance de la santé)
Un système de contrôle adaptatif de la température combiné à l'IA
Technologie de fabrication et de recyclage écologique (Réduction de l'empreinte environnementale)
En 2025, la technologie de refroidissement thermoélectrique passera d'une « régulation de température précise et de niche » à une « application efficace et à grande échelle ». Grâce à l'intégration de la science des matériaux, des procédés micro- et nano et du contrôle intelligent, sa valeur stratégique dans des domaines tels que la réfrigération zéro carbone, la dissipation thermique électronique haute fiabilité et la régulation de température en environnements spécifiques deviendra de plus en plus évidente.
Spécifications TES2-0901T125
Imax : 1A
Umax : 0,85-0,9 V
Qmax : 0,4 W
Delta T max : >90 °C
Dimensions : Base : 4,4 × 4,4 mm, partie supérieure : 2,5 × 2,5 mm,
Hauteur : 3,49 mm.
Spécifications TES1-04903T200
La température du côté chaud est de 25 °C.
Imax : 3A,
Umax : 5,8 V
Qmax : 10 W
Delta T max : > 64 °C
ACR : 1,60 Ohm
Dimensions : 12 x 12 x 2,37 mm
Date de publication : 8 décembre 2025
