淡水资源短缺是人类面临的日益严重的问题，不管是沙漠地区还是内陆地区、沿海地区都存在着相同的问题，而海水淡化的一种重要方式即为蒸馏-冷凝。此外，空气中的水蒸汽也是一种淡水资源，且这种资源不受地域的限制。因此科研团队利用热电堆通电后一端升温一端降温的现象，设计太阳能空气取水机。热电堆做为太阳能空气取水机的核心部件，即为本论文的主要研究对象。本论文的研究对象为热电堆的传热过程，主要对热电堆传热过程进行机理分析，建立热电堆传热过程的数学模型，并利用计算机MATLAB平台对模型进行仿真；然后基于热电堆的热电效应设计太阳能空气取水机；最后将热电堆传热过程看过一个单输入单输出系统，推导出关于输入输出的传递函数即系统的模型，做实验，记录下输入和输出的数据，根据系统辨识知识选择合适的参考模型，利用递推增广最小二乘法进行系统辨识。具体研究内容有如下：(1)根据半导体的五种热电效应及其之间的相互影响，分析半导体制冷片即热电堆的工作机理，提出一种简单、具体的建模方法，并基于机理分析法建立热电堆传热过程的数学模型，由热电材料的性能参数计算出模型的参数，然后在计算机MATLAB平台上进行仿真，得到热电堆冷端和热端温度随时间的变化曲线；热电堆传热过程为单输入单输出系统，推导系统的传递函数并对传递函数。(2)根据热电堆实际工作情况设计实验，搭建实验台，针对热电堆的传热过程做实验，记录下输入和输出；对系统传递函数进行Z变换，得到系统的差分方程，并利用最小二乘法来验证模型参数。(3)介绍基于热电堆的热电制冷效应对太阳能空气取水机的总体设计。太阳能空气取水机系统具体包括冷凝器、储液罐、空气管道回路及控制电路模块，梳理各部分的结构组成及运行流程。介绍设计模块运行原理框图及电路控制流程。