太阳能光伏发电已经作为一种可持续能源，并于近几年迅速发展。主要由于太阳能作为一种安全清洁，并且可永久利用的能源，其发展潜力是无穷的。现在主要使用的太阳能电池分为三种，其中多晶硅太阳电池的成本较低。其优点在于可直接制备出可规模化生产的大尺寸方型硅锭，设备比较简单，制造过程简单、省电、节约硅材料，对材质要求也较低。定向凝固技术已成为了制备太阳能级多晶硅锭非常重要的一种方法，还可以提纯硅锭。为了提纯硅锭以获得太阳能级的多晶硅，工艺的探究和优化显得格外重要。　　本文使用实验用多晶硅定向凝固铸锭炉进行了多组实验:在不同坩埚型号、硅料纯度、提升速率、温度梯度等条件下的定向凝固制备和提纯多晶硅锭，从而得到可实际应用的多晶硅锭。当然通过对硅锭的表面、微观结构以及电学性质的分析，研究了定向凝固制备的多晶硅锭，其中包括横切面以及纵切面的观测、电阻率的分布特性、少子寿命分布特点:也研究了坩埚型号、硅料纯度、提升速率、温度梯度等参数对提纯的影响。最终的研究结果表明:　　坩埚内凹型槽可以促使晶粒沿着槽面生长，并且最终生长成较大的晶粒。而不同的角度和多个凹型槽也对晶粒的生长方向和大小造成影响。而综合不同的角度与个数和坩埚的尺寸大小，最终得到适合多晶硅定向凝固铸锭炉的方案。　　实验结果表明，硅料的清洗主要是去除杂质。超声加碱洗可很好的去除油污和附带物等杂质，对表面被氧化的SiO2和含杂质较多的Si我们利用浓酸去除，活动性较强的杂质利用酸洗效果最好。而在酸洗过程中加上超声场，可以将夹杂在龟裂的硅料中的杂质更彻底的去除，从而达到更好的除杂效果。　　由于不同杂质的在Si中的平衡分凝系数不一样，金属元素在固体硅中溶解度较小，而在液体硅中溶解度较大，这些杂质在熔体硅中的分凝系数远小于1，所以利用这一特性将熔体硅中杂质去除，以达到提纯的目的。　　根据硅锭的横切面与纵切面表面晶粒大小，可知在生长方向上，晶粒逐渐长大，从锭的边缘到中心，晶界变少。利用金相显微镜、少子寿命测试仪、霍尔效应仪、四探针测量金相组织、少子寿命分布、迁移率以及电阻率分布，最终得到了可以应用于工业生产的多晶硅生产工艺。本研究也讨论了以后的研究重点和方向。