半导体制冷技术已经在一些领域得到应用，然而在应用过程中还有问题特别是热传热问题没有解决好，导致整个制冷系统效率低下，因此需要利用强化传热措施进一提高半导体制冷系统的传热性能，提高其制冷效率。本文主要研究工作如下：1、分析了半导体制冷热电效应组成、半导体制冷系统传热及制冷特性、制冷器散热器和散冷器的连接方式等。2、利用ANSYS软件对不同结构的散热器进行温度场数值模拟，得出在相同体积的铝制散热器散热最优化结构。3、通过建立半导体制冷系统实验平台，在稳定工况下测量采集各种实验数据并数值模拟结果进行比较分析。通过以上分析研究发现实验与数值模拟结果吻合较好，得出主要研究结论如下：1、由数值模拟得体积为V=9×10⁴mm³的铝制散热器限定底板座长度和底板座宽x₁=100mm、x₂=100mm，则其最优化散热结构是底板座厚度x₃=4.6mm，翅片高度x₅=40mm，翅片数目x₆=22，翅片底端厚度x₄=0.7mm，翅片顶端厚度x₇=0.3mm。2、半导体制冷系统采取风冷散热时对于半导体制冷器功率在60W以内时可以采12V/0.2A规格的散热风扇，其性价比最优，但在风扇选型时要注意风扇尺寸与散热器面尺寸相匹配。3、在相同体积下散热器方形结构比梯形状结构具有更好的散热效果，散热器翅数目的增加更利于提高散热效果。在一定制冷量要求下可以适当降低半导体制冷器的定功率，这样可以在满足制冷量要求的前提下达到比较高的制冷效率。4、导热硅胶对半导体制冷系统热端散热的作用显著，在风冷和水冷散热方式下得系统的最大COP分别由原来的22.5%、24%增加到36%、48%。