该文运用热力学理论系统阐述了半导体制冷的基本原理,并对其传热过程进行了详尽的推导和分析.在此基础上,进行了分析计算和实验,从而得到了半导体制冷系统非稳态下的温度场变化规律,并提出了进行适应性调节的方法.在理论分析方面,主要做了以下工作:1.从载流子角度考虑热电效应,较详细地证明了热电效应的关系式,从而充分地论证了热电效应的关系式不仅可用于平衡态,而且在局部平衡态的系统中同样成立.2.针对半导体制冷的冷端和热端,使用在开放系统中发生稳恒过程的热力学规律,分析得出在整个半导体制冷过程中电子化学势起着主导作用的结论.3.针对半导体制冷系统中电偶极在电场与温度场的耦合作用下非稳态温度变化特性,重新推导和分析了半导体制冷过程的微分方程式,并进行了数值模拟和计算.4.详细地分析了几个非稳态工况下对冷端温度影响的因素.通过对其进行了非稳态数值模拟和分析,得出了半导体制冷系统的冷端在非稳态过程中的基本变化规律.5.在研究了各因素间的变化关系和得到了初步结论的基础上,提出了应用于适应性调节的目标控制法,该方法作为理论研究的产物,具有重大的实用价值.在实验研究中,主要完成了以下的工作:1.搭建了半导体制冷器非稳态工况模拟的实验台,并在不同的环境条件下作了多组实验.2.将实验值与模型的数值结果相比较,验证理论工作中建立的半导体制冷系统传热过程的数学模型的正确性.同时实验中也反映出该模型的不足之处,并提出了要提高精确性模型还需进一步修正的方法.