Peltier-Element

Grundbaustein eines Peltiergerätes ist das Peltier-Element. Ein Peltier-Element wirkt wie eine thermoelektrische Wärmepumpe, indem beim Anlegen einer Gleichspannung Wärme von einer Seitenfläche des Elementes zur anderen gefördert wird. Eine Seitenfläche des Elements wird dadurch kalt; die gegenüberliegende Seitenfläche warm. Beim Umpolen der Spannung wird auch die Richtung des Wärmetransportes umgekehrt. Mit Peltierelementen kann also, je nach Bedarf, geheizt und / oder gekühlt werden. Die gewünschte Heiz- bzw. Kühlleistung wird durch Zusammenschaltung mehrerer Peltier-Elemente erreicht.

Ein Peltier-Element besteht üblicherweise aus zwei quadratischen Keramikplatten mit dazwischen eingelöteten kleinen Quadern aus abwechselnd p- und n-dotiertem Halbleitermaterial. Kupferbrücken verbinden die Quader und bilden zugleich die thermischen Kontaktflächen zu den Keramikplatten. P-dotierte Halbleiter transportieren die Wärme in Stromrichtung, n-dotierte Halbleiter entgegen der Stromrichtung. Alle Quader sind so in Reihe geschaltet, dass immer zwei unterschiedliche Dotierungen aufeinander folgen. Somit pumpt ein elektrischer Strom Wärme von einer Seite des Peltier-Elementes zur anderen und erzeugt damit eine Temperaturdifferenz zwischen den Keramikplatten.