半导体制冷作为一门新兴发展起来的制冷技术,是一种有良好发展前景的制冷方式。但由于半导体材料、热端散热和电源等方面的影响,致使半导体制冷技术的应用和发展受到了极大限制。在总结前人研究的基础上,着重对热端的散热问题进行理论分析和实验研究。本文首先对半导体制冷技术做了简要介绍,并对半导体制冷的最佳特性和制冷工况设计进行了分析。针对半导体制冷效率受到散热端散热效果的影响这一问题,研究出一种采用吸热和散热分离的高效散热系统,在该系统中冷却介质不断将热量从半导体热端吸热后带出,再通过散热器将热量散发出来,使介质冷却后继续回到半导体热端吸热如此不断循环,使半导体的制冷效率得到提高。该系统采用循环介质从半导体表面直接吸热,以获得良好的传热效果。通过实验方法寻求包括水在内的传热性能好的液体循环介质,以使散热系统高效稳定运行。通过本文的研究,选择合适的循环介质和循环路线(循环管路的排列方式,散热片上面管路的分布等等)。设计出传热效率高的散热片(包括肋片的形状,面积,材料等等)选择出结构紧凑换热效率高的散热器和输送液体泵。