多级热电制冷器件又称热电多级制冷器件，是通过将多个单级热电制冷单元逐层电串联和热串联堆叠而成的固态制冷器件。热电制冷器件分为单级热电制冷器件、多级热电制冷器件，多级热电制冷器件为堆叠设计，相比于单级器件制冷性能更高。
在结构上，多级热电制冷器件通常呈下大上小的金字塔结构，与散热器接触的一级为第一级，为实现有效制冷，第N级的制冷量需大于等于第N+1级的产热量。在电路连接方式上，多级热电制冷器件连接方式包括串联、并联、混联三种形式。
多级热电制冷器件具有全固态、无运动部件、无噪音、精度高、可靠性高、可定制化等特点，可以实现更低制冷温度，在红外探测、电子元器件热管理、半导体制造、航天航空、国防军工、医疗器械、AI光互连、6G高速光模块等领域具有极大应用潜力。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年全球及中国多级热电制冷器件行业研究及十五五规划分析报告》显示，目前多级热电制冷器件市场处于增长阶段，2025年全球多级热电制冷器件市场规模超3亿美元，预计2026-2032年市场将以10%以上的年均复合增长率增长。全球范围内，北美、欧洲和亚太地区是多级热电制冷器件主要区域市场，其中亚太地区增长速度较快。
多级热电制冷器件性能与所选材料无量纲优值ZT直接相关。目前多级热电制冷器件材料包括Bi₂Te₃（碲化铋）基材料、Mg3Bi2（铋化镁）基材料、MgAgSb基材料等，其中碲化铋基热电材料是目前温室区间商业化最成熟的热电材料，MgAgSb具有优异的热电性能、空气稳定性和环保特性，是室温应用中最有前景的p型热电材料之一。
全球多级热电制冷器件相关企业包括美国II-VI Marlow、美国TE Technology、日本大和热磁（Ferrotec）、日本小松KELK、德国TEC Microsystems、富信科技、武汉新赛尔科技、河南鸿昌电子、正元泰达等。目前我国企业在技术积累、高端市场份额方面与国际龙头仍存在差距，多级热电制冷器件国产替代空间广阔。
新思界
行业分析人士表示，多级热电制冷器件相关研究涉及到结构优化、数学及仿真模型建立、瞬态特性、热电材料、制备方法等方面，我国相关专利有哈尔滨工业大学（深圳）申请的“多级低温热电制冷器件及其设计方法，高稳定性焊接治具”、“一种用于制备多级热电制冷器件的模具及制备方法”等。
关键字：
