半导体制冷是以温差电现象为基础的制冷方式,又称热电制冷,是帕尔贴效应使用电能实现热量的转移。但热电制冷系统受热端散热条件的影响,其制冷效率仍处于较低水平。因此,为了更好的提升热电制冷的效率,需增强其热端散热效果。本文针对强迫风冷下热电制冷模组中常规板翅式散热器进行新设计、参数讨论等一系列的研究,具体内容如下:建立热电制冷模组热端散热器的数学模型,得出影响散热的因素。结果表明,散热器散热形式以热传导和热对流为主,具体与散热器散热面积、局部对流换热能力有关,设计了两种新型翅片散热器用于热电制冷模组热端散热。针对常规板翅式散热器,设计一种断槽数不同的翅片散热器。研究发现,中间断槽式散热器相比于其它散热器,对散热性能方面提升有优势,并对中间断槽式翅片散热器的翅片厚度进行分析,当翅片厚度为2.5 mm散热效果最好。随后对断槽宽度值进行分析,断槽值在3-9 mm变化时,散热器性能变化较小,超过9 mm时散热器性能会减弱。结果表明,当散热器通过增加断槽值提升的局部对流换热能力的增效应与散热器散热面积减小的负效应不能抵消时,散热器散热性能会减弱。设计一种新型子通道肋片翅片散热器,改善局部对流换热能力以及增加散热面积。即在常规散热器翅片间添加新的一排肋片,用做湍流发生器,更改流经翅片间的空气流态,增强局部对流换热能力。结果表明,新型子通道肋片翅片散热器热阻最大可降低42.6%,热电制冷模组的制冷系数最大可提升22.8%。以翅片散热器的热阻、质量为目标函数研究了散热器的多目标优化。采用响应面法和遗传算法优化了新型子通道肋片翅片散热器。该方法优化的翅片散热器可使散热系统中的温升进一步降低,翅片质量减少。优化后翅片散热器热阻降低2.6%,质量下降4.2%。