太阳能是一种理想的可再生能源,因其清洁无污染、可应用范围广等特点而得到广泛的应用。多晶硅目前普遍地应用于太阳能光伏产业,是一种重要的光伏产业基础材料,其铸锭的质量较大的影响着太阳能电池的光电转换效率。定向凝固法是目前常见的高质量多晶硅的生产方法,且能节约生产成本。本研究基于定向凝固系统法生产多晶硅的原理,通过有限元建模分析软件,构建多晶硅定向凝固过程的数值仿真模型。本模型耦合了热场、流场、浓度场及磁场等多物理场,以传热传质、流体动力学等理论为研究基础。本论文主要研究外加磁场对多晶硅长晶过程的影响。研究发现,当外加磁场为垂直磁场时,磁场强度对多晶硅的结晶过程有较大的影响。增大垂直磁场的磁场强度对熔体对流的抑制作用增强,有利于减少熔体中的下部环流的尺寸,从而减少硅锭中的氧杂质含量;然而磁场强度增大使得在结晶100分钟后熔体与晶体之间的固-液界面的偏移度增大。当外加磁场为勾形磁场时,磁场分布对多晶硅的结晶过程有较大的影响。勾形磁场的上、下部磁场会切的位置的磁场强度较小,当磁场的会切位置位于硅域的下部时,硅域的上部处磁场强度较大,对上部熔体的对流的抑制较强;当磁场会切位置位于硅域上部时,硅域的下部处磁场强度较大,对下部熔体的对流的抑制较强,且能减小熔体中下部环流的尺寸,从而获得氧杂质含量更少的硅锭。