半导体温差发电模块是一种能够将热能直接转化为电能的装置，由一定数量的半导体温差电偶，铜导流片和陶瓷绝缘导热片组成。其作为一种特殊的能量转换装置，有着独特的优点，特别适合对低温差能量的回收利用。基于低温差的特点，文章中对温差发电模块的设计与分析都是在模块冷热端的温差不是太大的前提下进行的。 本文对半导体温差发电模块的实际传热模型进行了分析，得到了模型中的内、外热阻分布情况，特别对接触热阻对模块的影响进行了分析。对模块稳态和非稳态温差发电过程进行了热分析，得出了稳态发电过程中电偶臂内的温度分布和非稳态发电过程中电偶臂内的温度和温差电流随时间的变化，并分析了内部和外部因素对非稳态发电过程的影响，比如接触因素、热源、热沉换热系数、环境温度、电偶臂长和截面积等。 文章还对半导体温差发电模块进行了理论优化设计分析，在已知冷热端温度的前提下，得出了模块内部因素，如电偶臂长度、截面积、接触电阻和接触热阻等影响模块输出功率和效率的变化曲线，对简单电偶臂的曲率变化对模块性能的影响进行了分析。