如果电子不能脱离轨道形成自由电子，故不能参加导电，叫绝缘体。半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，叫半导体。半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后，不但能大大加大导电能力，而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。将一种杂质掺入半导体后，会放出自由电子，这种半导体称为N型半导体。

热电空调小型热电空调的制冷量一般在1kW以内，主要采用陶瓷绝热制冷模块和散热器结合的模式。调研有一种通过热虹吸管进行强化散热的新型热电制冷货车驾驶室空调装置，该装置采用热电材料优值系数为2.0×10-3K-1的商业单级热电制冷模块，利用汽车行驶时的压差引导气流，采用大流量、小温差、前上位送风，COP值为0.51～0.79。另有新型系统将太阳能薄膜电池与建筑采光相结合，作为热电空调的辅助能量设备，能够同时实现冬夏两季的采暖和制冷， 其制冷系数夏季能够达到0.846。

半导体空调热水器是基于以半导体制冷块作为核心，利用半导体制冷块的热端制热作热水器，冷端制冷作空调降温的构想来实施的。半导体制冷块夏天使用时，其制冷效率可达 1.5，而冬天使用时其致热效率可达 1.8。调研方案选用的制冷器为 TEC1－12705 型，为了达到比较好的效果，共使用 10 片半导体制冷块。半导体制冷块通电后一面制热，一面制冷，把半导体制冷块用于制冷，关键是做好产热端的散热，才能保证冷端温度尽可能低。制冷块在额定工作条件下，冷热的两面zui大温差＞60℃。热端在理想散热条件下温度假设为 30℃，则冷端在空载的情况下可达－30℃。为了不向室外排热，采用水冷装置用于半导体制冷块热端的散热。