CN103489948B - 具有光冷/光热转换功能的半导体元器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其将光伏效应和帕尔贴效应结合在一起，具有直接用光进行制冷/制热的功能，包括从上至下依次排列的具有光伏效应的太阳能电池层、第一导热绝缘层、第一导电导热层、具有帕尔贴效应的P？N结层、第二导电导热层、第二导热绝缘层以及散热片；通过将所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极分别与太阳能电池层的阳极和阴极相连或分别与太阳能电池层的阴极和阳极相连，使得所述散热片具有制冷或制热效果。该器件的能量转换直接，能量转换的效率高；并且使用方便。

Description

具有光冷/光热转换功能的半导体元器件

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种具有光冷/光热转换功能的半导体元器件。

背景技术

随着全球经济的不断发展，对环境的破坏也日益严重。环境保护是目前世界各国面临的重要课题之一。采用清洁能源代替传统能源，可以改善居住环境，提高环境质量，是一项重要的环保措施。太阳能电池直接利用光能转化成电能，在能量转化的过程中不产生污染物，是一种新型的清洁能源。并且太阳能取之不尽、用之不竭，因而成为目前新能源领域研究的热点。

太阳能电池是一种通过光生伏特效应直接把光能转化成电能的装置，其将高纯度的半导体材料加入一些杂质使其呈现不同的性质，如加入硼可形成P型半导体，加入磷可形成N型半导体，PN两型态的半导体结合后，当太阳光入射时，会产生电子与空穴，光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳光电池、多晶硅太阳光电池及非晶硅太阳光电池等三种太阳光电池。

太阳能电池的应用非常广泛，其中典型的应用是利用太阳能电池来制热或制冷。目前，在制热方面，利用太阳能转化为热能最直接的方式是太阳能热水器。然而利用太阳能电池来制冷就比较复杂，其具体过程为：首先太阳能电池将太阳能转化为直流电；然后将直流电进行升压，转化为交流电；接着交流电驱动制冷压缩机，达到制冷效果。

由以上可知，目前利用太阳能电池来制热或制冷存在以下不足：

1）制热或制冷通常需采用单独的两套装置来进行，不能使用同一装置来实现制热或制冷；

2）在制冷时由于存在多个能量转化过程：太阳能先转化为直流电，直流电再转化为交流电，交流电再驱动制冷压缩机制冷；因而能量转化的效率低。

因此，有必要对现有的太阳能制冷/制热装置进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，以提高利用太阳能电池进行制冷/制热装置的能量转化效率。

本发明的又一目的在于提供一种具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，使其既能制冷又能制热，从而使用方便。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，包括从上至下依次排列的具有光伏效应的太阳能电池层、第一导热绝缘层、第一导电导热层、具有帕尔贴效应的PN结层、第二导电导热层、第二导热绝缘层以及散热片；其中：

所述太阳能电池层将太阳能转化成电能，其具有阳极及阴极；

所述第一导热绝缘层使所述太阳能电池层与所述第一导电导热层之间电绝缘，但热传导；

所述第一导电导热层将所述具有帕尔贴效应的PN结层产生的冷或热进行传递，且所述第一导电导热层包括多个第一导电导热单元；

所述具有帕尔贴效应的PN结层包括多个PN结，每个PN结与一个第一导电导热单元对应，每个PN结包括P型半导体和N型半导体，所述P型半导体和所述N型半导体通过与其对应的第一导电导热单元相连，形成PN结；

所述第二导电导热层将所述具有帕尔贴效应的PN结层产生的热或冷进行传递，且所述第二导电导热层包括多个第二导电导热单元；所述多个PN结中的第一个PN结的P型半导体通过一个第二导电导热单元引出，形成所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极；所述多个PN结中的最后一个PN结的N型半导体通过一个第二导电导热单元引出，形成所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极；且所述多个PN结之间依次通过对应的第二导电导热单元串联连接；

所述第二导热绝缘层使所述第二导电导热层与所述散热片之间电绝缘，但热传导；

所述散热片将所述第二导热绝缘层传导的热或冷进行传递；

当所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极相连时，所述第二导电导热层吸收热量制冷，所述第一导电导热层释放热量制热；反之，所述第二导电导热层释放热量制热，所述第一导电导热层吸收热量制冷。

较佳地，所述太阳能电池层的阳极和阴极分别引出接线端子，所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极分别引出接线端子，所述太阳能电池层的阳极和阴极的接线端子通过一冷热切换开关控制，使其分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极的接线端子相连或分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极和阳极的接线端子相连。

在一些实施例中，所述太阳能电池为晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或异致结太阳能电池或III-V族元素的太阳能电池。

所述非晶硅太阳能电池为薄膜太阳能电池或柔性太阳能电池。

所述异致结太阳能电池为HIT太阳能电池。

所述III-V族元素的太阳能电池为聚光电池。

在一些实施例中，所述第一导热绝缘层与所述第二导热绝缘层为陶瓷。

在一些实施例中，所述散热片的材质为金属或工程塑料或导热橡胶或陶瓷。

在一些实施例中，所述散热片的材质为铝合金。

在一些实施例中，所述具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为Bi₂Te₃/Sb₂Te₃体系半导体材料、PbTe体系半导体材料、SiGe体系半导体材料、方钴矿型热电材料、Zn₄Sb₃、金属硅化物、氧化物、纳米复合材料中的任一种。

在一些实施例中，所述方钴矿型热电材料为CoSb₃。

在一些实施例中，所述金属硅化物为β-FeSi₂、MnSi₂、CrSi₂中的任一种。

在一些实施例中，所述氧化物为NaCo₂O₄。

在一些实施例中，所述多个PN结排列成多排，各排之间形成蛇形排列。

同时，为了实现上述目的，本发明还提供一种制冷/制热方法，利用上述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件进行制冷或制热，该方法包括如下步骤：

当需要制冷时，将所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极相连，使所述第二导电导热层吸收热量，进行制冷；

当需要制热时，将所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极和阳极相连，使所述第二导电导热层释放热量，进行制热。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1）本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件在一面利用所述太阳能电池吸收太阳能，另一面直接制冷或制热，因而能量转换直接，能量转换的效率高；

2）本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件在空间上具有体积小/举例短的优点，其吸收太阳能的一面到制冷或制热的另一面的距离只有几个毫米；因而使用起来不占用空间；

3）本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件既能实现制冷又能实现制热，只需根据实际需要切换连接方式即可，因而使用起来简单方便。

附图说明

图1A为本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的立体构结构示意图；

图1B为本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的爆炸图；

图2为本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的剖面图；

图3为本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的工作原理图;

图4为本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件中的PN结的排列方式的一实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参阅图1A、图1B及图2，其中，图1A为本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的立体构结构示意图，图1B为本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的爆炸图，图2为本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的剖面图，如图1A、图1B及图2所示，本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件包括从上至下依次排列的：具有光伏效应的太阳能电池层1、第一导热绝缘层2、第一导电导热层、具有帕尔贴效应的PN结层、第二导电导热层、第二导热绝缘层7以及散热片8；以下对各层分别进行具体说明：

太阳能电池层1将太阳能转化成电能，其具有阳极及阴极；其中，太阳能电池层1中的太阳能电池可为晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或异致结太阳能电池或III-V族元素的太阳能电池。其中，非晶硅太阳能电池例如可为薄膜太阳能电池或柔性太阳能电池。异致结太阳能电池例如可为HIT太阳能电池。III-V族元素的太阳能电池例如可为聚光电池。当然，应该认识到的是，本发明并不以此为限，任何形式及任何结构的太阳能电池均在本发明的保护范围之内。

第一导热绝缘层2使太阳能电池层1与第一导电导热层3之间电绝缘，但热传导。在一些实施例中，该第一导热绝缘层2为陶瓷，然而应该意识到，本发明并不以此为限，该第一导热绝缘层2也可以为只导热但不导电的其它的材质。

第一导电导热层将具有帕尔贴效应的PN结层产生的冷或热进行传递，且第一导电导热层包括多个第一导电导热单元3。具有帕尔贴效应的PN结层包括多个PN结，每个PN结与一个第一导电导热单元3对应，每个PN结包括P型半导体4和N型半导体5，每个P型半导体4和对应的N型半导体5通过与其对应的第一导电导热单元3相连，形成PN结。该第一导电导热层既导热又导电。

第二导电导热层将具有帕尔贴效应的PN结层产生的热或冷进行传递，且第二导电导热层包括多个第二导电导热单元6；上述多个PN结中的第一个PN结的P型半导体通过一个第二导电导热单元6引出，形成具有帕尔贴效应的PN结层的阳极；上述多个PN结中的最后一个PN结的N型半导体通过一个第二导电导热单元6引出，形成具有帕尔贴效应的PN结层的阴极；且上述多个PN结之间依次通过对应的第二导电导热单元6串联连接。

第二导热绝缘层7使第二导电导热层与散热片8之间电绝缘，但热传导；在一些实施例中，该第二导热绝缘层7为陶瓷，然而应该意识到，本发明并不以此为限，该第二导热绝缘层7也可以为只导热但不导电的其它的材质。

散热片8将第二导热绝缘层7传导的热或冷进行传递。在一些实施例中，散热片8的材质为金属，具体地可为铝合金。然而应该意识到，本发明并不以此为限，该散热片8的材质也可以为其它金属或金属合金，例如铜等，并且也可以为其它散热性能好的非金属材质，例如或工程塑料或导热橡胶或陶瓷等。

关于本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的工作原理请参考图3，在对本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的工作原理进行说明之前，先介绍帕尔贴效应（peltier效应），所谓帕尔贴效应是指：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联接成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端；电流由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端；其中，吸热和放热的大小通过电流的大小及半导体材料N、P的元件对数来决定。结合图1A至图3和以上介绍的帕尔贴效应，本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件的工作原理为：

当太阳能电池层1的阳极+和阴极-（如图3所示）分别与具有帕尔贴效应的PN结层的阳极（与P型半导体相连的第二导电导热单元6）和阴极（与N型半导体相连的第二导电导热单元6）相连时，第一导电导热单元3对应的PN结的电流流动方向为由P型半导体流向N型半导体，因此第一导电导热单元3对应的PN结的接头释放热量，成为热端；由于第一导电导热单元3能够进行热传导，因此PN结释放的热量传导给第一导电导热单元3，由第一导电导热单元3将热量进行进一步传递，从而第一导电导热层释放热量制热，具体地，第一导电导热层释放的热量传递给第一导热绝缘层2，并由第一导热绝缘层2将热量进一步传递给太阳能电池层1，通过太阳能电池层1散热。而此时第二导电导热单元6对应的PN结的电流流动方向为由N型半导体流向P型半导体，因此第二导电导热单元6对应的PN结的接头吸收热量，成为冷端；由于第二导电导热单元6能够进行热传导，因此该PN结与第二导电导热单元6进行热交换，使第二导电导热单元6的温度降低，并进一步向外界吸收热量制冷；由于散热片8直接与第二导电导热单元6相连，因此散热片8也相应地成为冷端，向外界吸收热量制冷。

当太阳能电池层1的阳极+和阴极-（如图3所示）分别与具有帕尔贴效应的PN结层的阴极（与N型半导体相连的第二导电导热单元6）和阳极（与P型半导体相连的第二导电导热单元6）相连时，第一导电导热单元3对应的PN结的电流流动方向为由N型半导体流向P型半导体，因此第一导电导热单元3对应的PN结的接头吸收热量，成为冷端；由于第一导电导热单元3能够进行热传导，因此该PN结与第一导电导热单元3进行热交换，使第一导电导热单元3的温度降低，并进一步向外界吸收热量制冷，具体地，第一导电导热层与第一导热绝缘层2进行热交换，并由第一导热绝缘层2进一步与太阳能电池层1进行热交换，通过太阳能电池层1与周围环境进行热交换，从而将第一导电导热单元3产生的冷进行传递，也就是通过太阳能电池层1吸收周围环境的热量。而此时第二导电导热单元6对应的PN结的电流流动方向为由P型半导体流向N型半导体，因此第二导电导热单元6对应的PN结的接头释放热量，成为热端；由于第二导电导热单元6能够进行热传导，因此PN结释放的热量传导给第二导电导热单元6，由第二导电导热单元6将热量进行进一步传递，从而第二导电导热单元6释放热量制热；由于散热片8直接与第二导电导热单元6相连，因此散热片8也相应地成为热端，向外界释放热量制热。

可见，只要改变太阳能电池层1的阳极和阴极与具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极之间的连接方式，本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件就可以通过散热片8进行制冷或制热，因此使用起来非常方便，并且由于本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件在一面利用所述太阳能电池吸收太阳能，另一面直接制冷或制热，因而能量转换直接，能量转换的效率高。

如图1A及图1B所示，在一实施例中，通过一冷热切换开关9控制太阳能电池层1的阳极和阴极与具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极之间的连接方式；具体地，太阳能电池层1的阳极引出两个接线端子A1、A2，其阴极引出两个接线端子B1、B2；具有帕尔贴效应的PN结层的阳极引出接线端子C，其阴极引出接线端子D；使得具有帕尔贴效应的PN结层的阳极接线端子C和阴极接线端子D分别与太阳能电池层1的一对阳极接线端子和阴极接线端子对应，例如具有帕尔贴效应的PN结层的阳极接线端子C对应太阳能电池层1的阳极接线端子A2和阴极接线端子B2，其阴极接线端子D对应太阳能电池层1的阳极接线端子A1和阴极接线端子B1，如图1所示；从而可通过冷热切换开关9控制具有帕尔贴效应的PN结层的阳极接线端子C和阴极接线端子D分别与太阳能电池层1的阳极和阴极相连或分别与太阳能电池的阴极和阳极相连，使得散热片8可分别用于制冷或制热。

在另一实施例中，本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其太阳能电池层1的阳极和阴极通过内部走线与具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极之间固定连接，从而使得该元器件具有制冷功能。

在又一实施例中，本发明提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其太阳能电池层1的阳极和阴极通过内部走线与具有帕尔贴效应的PN结层的阴极和阳极之间固定连接，从而使得该元器件具有制热功能。

为了增强制冷或制热的效果，本发明实施例提供的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件中的具有帕尔贴效应的PN结层可包括更多个PN结，同时为了节省空间，这些PN结之间排成多排，各排之间可呈蛇形排列，如图4所示，当然，在图4中标号为41的P型半导体和标号为51的N型半导体以及标号为42的P型半导体和标号为52的N型半导体应被分别被标号为31的第一导电导热单元和标号为32的第一导电导热单元覆盖，此处为了方便说明问题，特将其显示出来。当然，本发明并不以此为限，这些PN结之间还可以呈其它的排列形式，例如各排之间呈“V”形排列等。

在本发明的一实施例中，该具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为Bi₂Te₃/Sb₂Te₃体系半导体材料。在本发明的另一实施例中，该具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为PbTe体系半导体材料。在本发明的又一实施例中，该具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为SiGe体系半导体材料。在本发明的另一实施例中，该具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为方钴矿型热电材料，例如CoSb₃。在本发明的又一实施例中，该具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为Zn₄Sb₃。在本发明的另一实施例中，该具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为金属硅化物，例如β-FeSi₂、MnSi₂、CrSi₂中的任一种。在本发明的又一实施例中，该具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为氧化物。例如NaCo₂O₄。在本发明的另一实施例中，该具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为纳米复合材料。然而，应该意识到，这些材料只是例举，本发明并不以此为限，其它任何具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料都在本发明的保护范围之内。

在本发明的一实施例中，该太阳能电池层1为单个太阳能电池片或者由多个太阳能电池片串联形成，然而本发明并不以此为限，只要其能为帕尔贴效应的PN结层中的所有PN结提供驱动即可。

同时，本发明还提供了一种制冷/制热方法，利用上述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件进行制冷或制热，该方法包括如下步骤：

当需要制冷时，将所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极相连，使所述第二导电导热层吸收热量，进一步使所述散热片吸收热量，进行制冷；

当需要制热时，将所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极和阳极相连，使所述第二导电导热层释放热量，进一步使所述散热片释放热量，进行制热。

综上所述，本发明提供了一种具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，包括从上至下依次排列的具有光伏效应的太阳能电池层、第一导热绝缘层、第一导电导热层、具有帕尔贴效应的PN结层、第二导电导热层、第二导热绝缘层以及散热片；通过将所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极分别与太阳能电池层的阳极和阴极相连或分别与太阳能电池层的阴极和阳极相连，使得所述散热片具有制冷或制热效果。该结构的能量转换直接，能量转换的效率高；并且使用方便。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，包括从上至下依次排列的具有光伏效应的太阳能电池层、第一导热绝缘层、第一导电导热层、具有帕尔贴效应的PN结层、第二导电导热层、第二导热绝缘层以及散热片；其中：

所述太阳能电池层将太阳能转化成电能，其具有阳极及阴极；

所述第一导热绝缘层使所述太阳能电池层与所述第一导电导热层之间电绝缘，但热传导；

所述第一导电导热层将所述具有帕尔贴效应的PN结层产生的冷或热进行传递，且所述第一导电导热层包括多个第一导电导热单元；

所述具有帕尔贴效应的PN结层包括多个PN结，每个PN结与一个第一导电导热单元对应，每个PN结包括P型半导体和N型半导体，所述P型半导体和所述N型半导体通过与其对应的第一导电导热单元相连，形成PN结；

所述第二导电导热层将所述具有帕尔贴效应的PN结层产生的热或冷进行传递，且所述第二导电导热层包括多个第二导电导热单元；所述多个PN结中的第一个PN结的P型半导体通过一个第二导电导热单元引出，形成所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极；所述多个PN结中的最后一个PN结的N型半导体通过一个第二导电导热单元引出，形成所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极；且所述多个PN结之间依次通过对应的第二导电导热单元串联连接；

所述第二导热绝缘层使所述第二导电导热层与所述散热片之间电绝缘，但热传导；

所述散热片将所述第二导热绝缘层传导的热或冷进行传递；

当所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极相连时，所述第二导电导热层吸收热量制冷，所述第一导电导热层释放热量制热；反之，所述第二导电导热层释放热量制热，所述第一导电导热层吸收热量制冷；

所述具有帕尔贴效应的PN结层的半导体材料为Bi₂Te₃/Sb₂Te₃体系半导体材料、PbTe体系半导体材料、SiGe体系半导体材料、方钴矿型热电材料、Zn₄Sb₃、金属硅化物、氧化物、纳米复合材料中的任一种。

2.如权利要求1所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述太阳能电池层的阳极和阴极分别引出接线端子，所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极分别引出接线端子，所述太阳能电池层的阳极和阴极的接线端子通过一冷热切换开关控制，使其分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极的接线端子相连或分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极和阳极的接线端子相连。

3.如权利要求1或2所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述太阳能电池为晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或异致结太阳能电池或III-V族元素的太阳能电池。

4.如权利要求3所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述非晶硅太阳能电池为薄膜太阳能电池或柔性太阳能电池。

5.如权利要求3所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述异致结太阳能电池为HIT太阳能电池。

6.如权利要求3所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述III-V族元素的太阳能电池为聚光电池。

7.如权利要求1或2所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述第一导热绝缘层与所述第二导热绝缘层为陶瓷。

8.如权利要求1或2所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述散热片的材质为金属或工程塑料或导热橡胶或陶瓷。

9.如权利要求8所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述散热片的材质为铝合金。

10.如权利要求1所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述方钴矿型热电材料为CoSb₃。

11.如权利要求1所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述金属硅化物为β-FeSi₂、MnSi₂、CrSi₂中的任一种。

12.如权利要求1所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述氧化物为NaCo₂O₄。

13.如权利要求1或2所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件，其特征在于，所述多个PN结排列成多排，各排之间形成蛇形排列。

14.一种制冷/制热方法，利用如权利要求1所述的具有光冷/光热转换功能的半导体元器件进行制冷或制热，其特征在于，包括如下步骤：

当需要制冷时，将所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阳极和阴极相连，使所述第二导电导热层吸收热量，进行制冷；

当需要制热时，将所述太阳能电池层的阳极和阴极分别与所述具有帕尔贴效应的PN结层的阴极和阳极相连，使所述第二导电导热层释放热量，进行制热。