مع زيادة وعي الناس باستهلاك الطاقة وحماية البيئة، يتم استبدال تقنيات التبريد التقليدية تدريجياً بتقنيات التبريد الجديدة. من بينها، جذبت تقنية التبريد الحراري الكهروحراري شبه الموصلات اهتماماً كبيراً من الباحثين بسبب كفاءتها وانخفاض استهلاكها للطاقة وصداقة البيئة.

تتطلب صناعة أجهزة التبريد الحراري الكهروحراري شبه الموصلات مواد وعمليات خاصة. تشمل المواد شبه الموصلات المستخدمة عادة السيليكون والجرمانيوم وسلينيوم الإنديوم. من بين هذه المواد، يتمتع السيليكون والجرمانيوم بمقاومة جيدة للحرارة وسهولة في المعالجة والتصنيع، مما يجعلهما خيارين مثاليين لأجهزة التبريد الحراري الكهروحراري شبه الموصلات.

عند اختيار المواد، من الضروري اختيار المواد المناسبة بناءً على خصائصها. يجب أخذ الصلابة والكثافة ونقطة الانصهار والموصلية الكهربائية والموصلية الحرارية ومعامل التمدد الحراري في الاعتبار. بالإضافة إلى ذلك، يجب الانتباه إلى نقطتين رئيسيتين في اختيار المواد: أولاً، ما إذا كانت المادة تتمتع بأداء حراري كهروحراري جيد؛ وثانياً، ما إذا كانت المادة سهلة التعديل والإضافة.

تشمل عملية تصنيع أجهزة التبريد الحراري الكهروحراري شبه الموصلات ثلاثة جوانب رئيسية: إعداد الرقاقة، والنقش، والترابط بين الواجهات. تشمل طرق إعداد الرقاقة النموذج البلوري الأحادي، وإعداد الأفلام الرقيقة، وزرع الأيونات، والتطعيم. يتم إجراء النموذج البلوري الأحادي عند درجات حرارة عالية ويتطلب توجيه الرقاقة للتحكم في شكل البلورة واتجاهها وحجمها لضمان جودة البلورة. تتضمن طريقة إعداد الأفلام الرقيقة إنشاء مواد رقيقة من خلال طرق مثل الترسيب المغناطيسي، والطباعة الكهربائية، والترسيب بالرش. هذه الطريقة لها مزايا لأنها قابلة للتطبيق على مواد متنوعة ولديها متطلبات منخفضة للمعدات. يشير زرع الأيونات إلى حقن الأيونات التي يتم إطلاقها من الرقاقة الأصلية أو مادة الفيلم الرقيق في مادة أخرى لتغيير خصائصها، بينما يتضمن التطعيم إضافة عناصر الشوائب أثناء عملية التصنيع لضبط خصائصها الكهربائية.

تشير النقش إلى طريقة إزالة الأجزاء غير المرغوب فيها من خلال تفاعلات كيميائية لتشكيل قاعدة جهاز التبريد الحراري الكهروحراري شبه الموصلات. تشمل طرق النقش الشائعة النقش الفيزيائي والنقش الكيميائي. يستخدم النقش الفيزيائي جزيئات عالية السرعة لضرب الهدف، مما يؤدي إلى تغييرات فيزيائية أو كيميائية لمعالجة الرقاقة، بينما يستخدم النقش الكيميائي مواد كيميائية لتآكل المادة.

تشير الترابط بين الواجهات إلى ربط جهاز التبريد الحراري الكهروحراري شبه الموصلات مع دوائر أو أجهزة أخرى. تشمل الطرق الشائعة اللحام واللصق. يتضمن اللحام تسخين مادة الحشو والرقاقة حتى تذوب مادة الحشو وتتصلب لإنشاء وصلة معدنية، بينما يتضمن اللصق ضغط الرقاقة أو الجهاز ضد قاعدة لضمان اتصال جيد بين المواد، مما يسمح بنقل الشحنة أو الحرارة.

بشكل عام، يؤثر اختيار المواد وعمليات التصنيع لأجهزة التبريد الحراري الكهروحراري شبه الموصلات بشكل كبير على أداء وكفاءة الألواح التبريد. إن تنفيذ عملية تصنيع علمية صارمة هو أمر حاسم لتعزيز أداء أنظمة التبريد.