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Benannt nach von Jean Peltier 1834 (französischer Uhrenmacher) entdeckten Effekt, dass bei Stromdurchgang an der Kontaktstelle zweier verschiedener Metalle eine Temperaturabsenkung gegenüber der Umgebungsluft festzustellen ist.
Ein Peltierelement besteht aus mehreren kleinen Quader je aus p- und n- dotieretm Halbleitermaterial, die abwechseln oben und unten durch Metallbrücken miteinander verbunden sind. So ergeben die unterschiedlichen Quader miteinander eine Serienschaltung. Der zugeführte elektrische Strom durchfließt alle Quader nacheinander. Abhänging von der Stromstärke kühlen sich die Verbindungsstellen an einer Seite ab, während sich die auf der anderen Seite erwärmen. Dabei wird die Wärmeenergie von der kalten auf die warme Seite gepumpt. Durch Stromumpolung läßt sich die Richtung des Wärmeflusses umkehren. Die Temperaturdifferenz zweischen den beiden Seiten kann, je nach Element und Strom, bei einstufigen Elementen bis ca. 65 Kelvin betragen.
Umgekehrt ist es auch möglich, durch Herstellung einer Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten eines Elementes elektrischen Strom zu erzeugen.