1、隨著全球經(jīng)濟的迅速發(fā)展，煤炭、石油等不可再生資源的儲量已經(jīng)不能滿足人類對能源的需求。近年來隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，定向凝固技術不僅可以用于太陽能級多晶硅鑄錠的制備，還可以用于去除硅中的分凝系數(shù)較小的金屬雜質(zhì)，已成為冶金法提純多晶硅技術的研究重點。
　　本課題基于感應熔煉技術，以低硼工業(yè)硅為原料，系統(tǒng)研究了工業(yè)條件下多晶硅定向凝固過程中雜質(zhì)的分凝行為，并通過增大溫度梯度，耦合實現(xiàn)對工業(yè)硅中金屬雜質(zhì)的高效去除。本課題的研究發(fā)現(xiàn)如下：<

2、br>　?。?）感應熔煉條件下所獲得的鑄錠中，硅晶粒直徑分布在5-10mm范圍內(nèi)，最大為14mm，最長為179mm。底部晶粒呈垂直分布，中心部位柱狀晶粒高度130mm，邊部柱狀晶粒185mm，從頂部亂晶面可以推斷鑄錠頂部凝固時是凹液面，側(cè)壁出現(xiàn)厚度約為20mm的側(cè)長晶區(qū)。鑄錠沿豎直方向雜質(zhì)分凝效果明顯，當高度低于170mm時，金屬雜質(zhì)含量低于5.5ppmw，而在210mm到鑄錠頂端的范圍內(nèi)，金屬雜質(zhì)含量達到904-3406ppmw，金屬

3、雜質(zhì)富集效果明顯，頂部出現(xiàn)了富含 Fe、Ni、Ti和 Cu等元素的金屬間化合物。
　　（2）當溫度梯度為437.62 K/m時，鑄錠提純區(qū)的雜質(zhì)總含量為3.43 ppmw，F(xiàn)e、Ni、Ti和Cu四種雜質(zhì)的擴散層厚度分別為8.44 mm，5.98 mm，8.79 mm和6.95 mm；當溫度梯度提高至940.51K/m后，鑄錠提純區(qū)的雜質(zhì)總含量下降至0.54 ppmw，F(xiàn)e、Ni、Ti和Cu四種雜質(zhì)的擴散層厚度分別被降低至7.47

4、mm，3.20 mm，7.94 mm和2.06 mm。經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)，當溫度梯度為437.62 K/m時，F(xiàn)e、Ni、Ti和Cu四種雜質(zhì)的有效分凝系數(shù)分別為1.52×10-4，1.81×10-3，9.92×10-4和1.86×10-3，當溫度梯度提高至940.51K/m后，F(xiàn)e、Ni、Ti和Cu四種雜質(zhì)的有效分凝系數(shù)分別降低至1.27×10-3，5.46×10-4，9.05×10-4和6.56×10-4，使得鑄錠中金屬雜質(zhì)的去除率大幅提高。