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太阳能以其分布广泛、清洁无污染等优点将成为21世纪解决能源危机与环境问题的重要途径。硅是目前制备太阳能电池的主要原材料之一，冶金法提纯制备太阳能级多晶硅技术，因其成本相对低、能耗小、投资少等优点而受到广泛的重视。
本文利用Y2O3(Fe(OH)3)-SiO2-CaF2渣系造渣及定向凝固条件分离去除硅中杂质进行探索性工艺研究。主要结果如下：
1.采用Y2O3(Fe(OH)3)-SiO2-CaF2造渣剂在小试熔炼炉中对工业硅进行造渣探索实验研究。研究表明，当反应温度为1600℃，Y2O3/SiO2=0.8，熔炼时间为20min时，硼在Y2O3-SiO2-CaF2渣系与硅中的分配比取得最大值为3.87，而当采用Fe(OH)3/SiO2=1.37时，硼在Fe(OH)3-SiO2-CaF2渣系与硅中的最大分配比为4.82。
2.采用EPMA与XRD对造渣后硅与渣分别进行分析。分析表明，采用Fe(OH)3-SiO2-CaF2渣系进行实验，Fe3+被还原成Fe，并与Si形成FeSi2合金，对B、P等杂质产生吸附作用，使杂质得到重新分配，并使其在硅基体中的含量降低。如果采用Y2O3-SiO2-CaF2渣系进行实验，B则经氧化置换后形成Ca2B2SiO7存在渣系中，而达到去除B的目的。
3.采用5N的高纯硅作为原料，通过定向凝固(凝固速率8mm/h)过程，所得硅锭结晶好、内部无裂纹。去除硅锭头尾各10％，剩余硅料的80％部分可达到6N，满足太阳能级多晶硅的要求。实验表明：定向凝固对Fe、Al、Ca等金属杂质去除效果良好。通过线性拟合计算出B、P和Al在硅中的分凝系数分别为0.85±0.01、0.33±0.03和0.07±0.04。所得太阳能级硅锭的晶粒平均粒度为2mm～3.5mm，平均电阻率为0.33Ω·cm～0.48Ω·cm。