Die Auswirkungen der geometrischen Parameter von Halbleiter-Kühlelementen werden untersucht, wobei oft feste Temperaturen an den heißen und kalten Enden sowie ein konstanter Eingangsstrom eingestellt werden. In diesem Artikel wird bei festen Wärmeübertragungsbedingungen an den äußeren heißen und kalten Enden sowie einer festen Eingangsspannung nacheinander der Einfluss mehrerer geometrischer Parameter auf die Kühlleistung, den COP und die Temperatur des kalten Endes analysiert. Für jeden Einfluss wird die physikalische Bedeutung detailliert erläutert, wobei die Kopplungsbeziehungen zwischen diesen Parametern aufgezeigt werden. Darauf aufbauend werden die Beschränkungsmerkmale für die Auswahl der geometrischen Parameter unter Berücksichtigung der drei Optimierungsziele Kühlleistung, COP und Temperatur des kalten Endes zusammengefasst. Es wird ein auf Mehrzieloptimierung basierendes Auswahldiagramm für geometrische Parameter vorgeschlagen, das eine schnelle und klare Bestimmung der optimalen PN-Geometrieparameter unter verschiedenen Anforderungen ermöglicht. Zum Beispiel existiert unter den festgelegten Randbedingungen bei einer geforderten Kaltendtemperatur von 280 K und einer Kühlleistung von 15 W eine optimale Lösung der geometrischen Parameter, während bei einer Kaltendtemperatur von 240 K und einer Kühlleistung von 100 W keine geometrischen Parameter existieren, die beide Anforderungen gleichzeitig erfüllen.

Halbleiterkühlung;Mehrzieloptimierung;Kaltendtemperatur;Geometrische Strukturparameter