随着工业化的高速发展,全球性的环境恶化和能源危机正威胁着人类的长期稳定发展,各国政府对绿色环保技术的研究与利用给予了前所未有的关注和支持。半导体温差发电是一种全固态能量转换方式,无需化学反应或流体介质,因而在发电过程中具有无噪音、无磨损、无介质泄露、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等优点,因此备受关注。利用工业废热、放射性同位素、烃燃料等作为热源制成的半导体温差发电装置已广泛应用于军事、远距离通讯、远程空间探测器等特殊的领域中。在我国市场上已出现了一种新型的小型高效半导体温差发电模块,本文对这种新型的小型高效半导体温差发电模块的热电性能进行了一定的研究,并以此为基础,研制了应用于不同场合及环境下的热水照明系统、基于火焰的半导体温差发电系统及基于太阳能的半导体温差发电系统。在热水温差电照明系统中,利用热水壶里的热水作为热源,以高效率、高亮度的LED作为照明器,可作为家庭应急照明用;基于火焰的半导体温差系统,则是以野外篝火等作为热源,以水(最高温度不超过其沸腾温度100℃)作为冷端,方便人们野外活动用电需求。基于太阳能的半导体温差发电系统是用半导体温差发电模块对太阳能光电技术中的热发电技术进行了一定的研究。最后本文还采用不间断电源的思路,以超级电容作为贮能元件,为基于火焰和太阳能的发电系统设计了一套温差直流电源控制电路,使得输出电压可根据需要来调节,最大输出10W;并且该电路可自动调节输入功率以适应半导体温差发电模块两端因温差变化而引起的输出功率变化,且输入功率总是为温差发电模块输出的最大功率(匹配输出功率)。