随着新能源的发展，光伏发电得到不断的推广应用，但目前光伏发电系统仍存在散热冷却不足导致发电效率低的问题。该文综合对比多种光伏发电系统散热冷却方法，设计了一种基于半导体散热原理的光伏发电系统冷却装置，基于珀尔帖元件制作散热冷却模块，脉冲宽度调制信号与金属-氧化物半导体场效应晶体管相结合实现散热冷却模块的功率控制，设计增量比例-积分-微分算法实现系统的反馈调节，基于MATLAB设计人机交互界面便于系统智能调控，通过模拟测试与实物测试相结合，发现在设定冷却温度为18℃的条件下，装置能够将光伏板表面温度波动幅度保持在1℃以内，对光伏发电系统发电效率的提升具有重要意义。