进入新世纪以来，我国在空间领域的投入逐渐加大，国家层面陆续开展了921、载人航天、探月、测绘、气象、侦查、对地观测和通信卫星、飞船和目标飞行器等重点国家专项研究。以专项研究为依托，开展了高精度、高可靠空间用星敏感器、定标黑体、CCD器件、红外焦平面、紫外敏感器、环路热管、空间激光器的关键技术研究，所有这些关键技术的共同点是温度控制问题。因此，选择合理的温度控制方式是空间领域的一个关键问题。温差电致冷器（Thermoelectric Cooling Module，简称TEC）以其独特的优势获得青睐，近年来一直活跃在空间温控领域。鉴于空间应用不具备维修性的特点，温差电致冷器需具备与卫星、飞船和目标飞行器相同的寿命，目前低轨在轨寿命为5年～8年，高轨寿命为≥15年。本文针对空间在轨飞行的技术特点进行高可靠温差电致冷器的产品设计、工艺研究和可靠性验证。　　通过引入化学镀镍技术建立过渡层，提高温差电材料的可焊性并阻挡重金属离子的侵入；改进焊接工艺方法，提高温差电致冷器焊接一致性和牢固度；优化老化筛选制度，有效剔除早期失效器件；创新性提出真空沉积概念，在温差电致冷器表面沉积保护膜，有效防止高湿、盐雾、酸碱等有害气体的侵蚀；最后，开展温差电致冷器空间环境适应性和寿命试验验证，结果表明致冷器能够满足≥15年空间在轨可靠工作。　　本论文的创新点在于：　　（1）攻克了温差电材料片表面化学镀镍技术，提高温差电材料的浸润性和焊接牢固度；　　（2）首次采用“下脱模”技术，避免温差电元件受损，实现无应力脱模；　　（3）首次使用“电老化+温度循环”老化筛选方法，解决了致冷器早期失效的问题；　　（4）采用超声清洗工艺提高致冷器洁净度，引入真空沉积工艺有效防止外部湿气对致冷器造成腐蚀、短路等侵害。　　本论文在理论基础支撑和实验研究的基础上，完成了空间用高可靠温差电致冷器的产品设计、关键工艺研究以及可靠性验证工作。论文中所阐述的温差电致冷器设计、工艺、可靠性方法将为今后空间其他致冷器的拓展应用奠定理论基础，提供研究思路和方法支持。