本发明提供了一种高可靠性热电制冷片，包括表面复合有镍层的PN型热电偶对；复合在所述PN型热电偶对上的封装连接层；复合在所述封装连接层上的覆铜基板；所述封装连接层的材质包括多孔石墨烯‑金属复合材料。本发明通过封装连接层将晶粒和覆铜陶瓷基板连接，形成导电通路。本发明利用多孔石墨烯‑金属复合结构，代替了传统的合金焊料，一方面，纳米针锥之间因纳米效应实现了低温冶金连接，另一方面多孔石墨烯可以有效增强连接层的强度，同时作为柔性层，可以吸收热应力，与此同时，通过改变多孔石墨烯的几何结构，可以实现界面层热膨胀系数的调控，进而实现有效的热匹配，降低服役环境下的热应力，提升器件的可靠性，延长服役寿命。