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在本论文中，我们以漂移-扩散模型为基础，研究了钙钛矿氧化物异质结p-BaTiO3/BaTiO3/SrTiO3/BaTiO3/n-BaTiO3体系的光辐射-热离子制冷效应。揭示了钙钛矿氧化物p-BaTiO3/BaTiO3/SrTiO3/BaTiO3/n-BaTiO3体系的制冷功率比传统半导体p-AlGaAs/AlGaAs/GaAs/AlGaAs/n-AlGaAs体系的制冷功率有很大提高的根本原因。并且对两个制冷体系最大制冷功率与掺杂浓度的不同依赖关系做了理论解释。
1．在漂移-扩散模型基础上，利用Poisson方程以及电流连续性方程自洽求解了外加正向偏压下钙钛矿氧化物异质结p-BaTiO3/BaTiO3/SrTiO3/BaTiO3/n-BaTiO3制冷体系中的载流子浓度的分布情况，并在此基础上计算得到了异质结势阱中的发光复合和非辐射Auger复合产生的热量以及发光辐射过程从系统中带走的热量，并最终得到制冷体系中光辐射-热离子制冷功率，验证了光辐射-热离子制冷在钙钛矿氧化物异质结中的可行性。
2．同时，我们将钙钛矿氧化物p-BaTiO3/BaTiO3/SrTiO3/BaTiO3/n-BaTiO3系统与传统半导体p-AlGaAs/AlGaAs/GaAs/AlGaAs/n-AlGaAs系统的光辐射-热离子制冷效应进行比较。通过计算发现，p-BaTiO3/BaTiO3/SrTiO3/BaTiO3/n-BaTiO3系统的制冷功率相对于传统半导体p-AlGaAs/AlGaAs/GaAs/AlGaAs/n-AlGaAs系统的制冷功率有了很大的提高。通过分析，我们发现根本原因在于SrTiO3的Auger系数比GaAs的Auger系数少了两个数量级，因此大大抑制了耗散功率，提高了制冷功率。
3．另外，我们比较了钙钛矿氧化物p-BaTiO3/BaTiO3/SrTiO3/BaTiO3/n-BaTiO3系统和传统半导体p-AlGaAs/AlGaAs/GaAs/AlGaAs/n-AlGaAs系统的最大制冷功率与掺杂浓度的依赖关系。我们发现p-BaTiO3/BaTiO3/SrTiO3/BaTiO3/n-BaTiO3系统的最大制冷功率随着掺杂浓度的提高而大大的增加，而p-AlGaAs/AlGaAs/GaAs/AlGaAs/n-AlGaAs系统的制冷功率随着掺杂浓度的增加却几乎没有增加。通过分析，我们发现两个系统的最大制冷功率对掺杂浓度的不同依赖关系的根本原因在于SrTiO3和GaAs的Auger系数的不同以及耗散功率和发光功率之间的竞争导致的。