光モジュールは光ファイバ通信システムの光信号変換の中核部品であり、レーザダイオード(LD)や光検出器などのデバイスの重要部品の性能と温度に直接関系している。温度変化はレーザの波長ドリフトを引き起こし、信号歪、光パワー低下、ノイズ増加、デバイス寿命短縮などの一連の問題をもたらします。ひどい場合は温度が高すぎてレーザが効かなくなることもあります。TECモジュールを搭載することで、この問題を解決し、パルテ効果によって熱を発熱素子の片側から反対側に移動させることで、レーザ波長の精度と光通信信号の高感度を確保し、レーザの波長安定性と寿命を大幅に向上させました。

今では医療業界に欠かせない内蔵モジュールとなっており、バイオサンプル分析装置、冷罨法器、クーラーボックスなどの医療機器で使われています。代表的な業界応用例として、PCR機器へのTECの応用を挙げてみます。高温変性、退熱反復、拡張複製の3つのプロセスで動作します二本鎖DNAは、ある環境条件下で90 ~ 95℃で一本鎖に変性し、その後アニーリングして55 ~ 60℃に冷却し、プライマーや他の補助因子の作用で初期結合し、70 ~ 75℃まで急速に昇温し、最終的に関連酵素の触媒で二本鎖が合成され、増幅サイクルが完了します。TECの正確な温度制御、急速な温度上昇、小型化、安定性などの利点は、PCR机器がこのような温度循環プロセスを実現するために最適です。

消費レベルの向上に伴って、各メーカーは市場の需要に応じてさまざまな種類の新型電子機器を開発しました。これらの電子製品は、外部からの衝撃などの予期せぬ要因に加えて、温度が高すぎると、動作寿命、エネルギー効率、性能の安定に大きな影響を与えます。統計によると、温度が高すぎることによる製品故障は、全故障原因の50%以上を占め、振動、ほこり、湿度などの影響要因をはるかに上回っています。そのため、TECの小型、迅速な応答、正確な温度制御などの利点は、電子製品の熱管理の重要な一環となっています。現在、TECは車に搭載された冷蔵庫、美容器、携帯電話のバックホルダー、ハンドヘルド/首掛けファン、ワインボックス、一部のウエアラブル機器などの一連の消費電子製品に広く応用されて、現代ユーザーの高性能、小型化、低騒音と低エネルギー製品の需要を満たしました。

近年、自動車業界のスマート化、低炭素化が急速に進んでおり、TEC技術の自動車業界への応用も人々が注目するイノベーションの方向性となっています。それは自働車の快適性、省エネ性とインテリジェント化の発展の中でますます重要な役割を果たしている。例えば、TECは、車載用冷蔵庫、車載用ホットカップなどに応用し、ユーザーに冷蔵/保温食品の利便性を提供します。また、TEDはシートの温度制御システムにも応用しており、効率的な冷房効果で乗員の乗り心地を安定させています。自動運転技術の普及は、ライダーやカメラなどのセンシング機器への応用など、TECの応用シーンを広げています。全体的に言えば、TEC技術の導入は車の乗り心地と知能化レベルを向上させるだけでなく、車用業界が低炭素環境方向に発展するのに助力しました。

温度差発電の原理はゼーベック効果に基づいています。2つの異なる材料の間で、片方が加熱され、もう片方の温度が低く保たれると、熱エネルギーが電子を動かして電位差となり、電流が発生します。温度差発電システムを合理的に設計することによって、産業廃熱、排気ガス、人体の熱などのエネルギーを電気エネルギーに変換します。温度差発電の大きな利点は、熱源を直接利用して発電できることです。例えば、温度差発電の典型的な応用として、廃熱回収技術があります。また、温度差発電は、遠隔センシングや宇宙探査などの分野でも応用可能性が高いとされています。NASAの探査機は温度差発電装置を使って深宇宙探査機に電力を供給していました。材料科学の進歩に伴い、温度差発電の応用範囲は今後ますます拡大し、特にスマートデバイス、ドローン、ウェアラブル機器などの分野で、安定した持続可能な電力供給を提供することになるだろう。

TECは検出器の性能を最適化するための重要なツールです。例えば、赤外線検出器は温度変化に非常に敏感であり、環境熱ノイズが信号品質に影響を与えます。TECは、安定した低温動作環境を維持することでノイズレベルを低減し、検知感度を大幅に向上させます。さらに,光学の検出器と高エネルギーの物理と放射の検出は同様にTECの温度制御の機能から恩恵を受けます。CCDやCMOSセンサーが長時間働作すると、熱が蓄積して画質が低下することがあります。TECモジュールは熱を効率よく放出し、センサーを最適な温度範囲で動作させることで、画像の鮮明さを向上させます。前述のTECモジュールの機能は、マイクロイメージング、天体撮影、高度な工業検査などの分野で代替できない役割を果たしています。