冶金法是一种新型的多晶硅制备技术，主要利用硅和杂质物理化学性质的差异，采用多步骤集成的方式去除杂质。其中定向凝固技术是去除金属杂质的重要手段，主要利用杂质在固液两相间的分凝效应达到提纯目的。但是受到固液界面杂质分配规律及杂质传质动力学的限制，一次定向凝固提纯效果不够，只能通过多次重复的方式提高多晶硅纯度，并且对分凝系数接近1的B、P等杂质无法去除。我们前期研究表明，在固态硅与含有第二组元的硅基合金熔体形成的固液界面处，杂质的分凝系数会明显降低，有利于提纯。本项目提出采用温度梯度区域熔炼法（TGZM）在Si-Al合金中生长初晶硅，在完成除杂的同时，整块分离初晶硅，解决合金凝固精炼中出现的初晶硅回收问题。探索了块体硅的结晶形核生长机制，明确了影响块体硅生长形貌及生长速率的各类因素，最后分析了杂质的分布情况及去除效率。同时研究了在Al-Si合金精炼工艺的基础上引入稳恒电流，利用电流带来的电迁移、焦耳热等多种效应对硅原子的作用，改变初晶的析出行为，加强杂质的分凝过程。为针对性去除冶金硅中的杂质提供理论基础。 2100433B