太阳能高效发电技术作为支撑我国国民经济的前瞻性、战略性新能源技术在国家中长期科学和技术发展规划中被列为重点支持和优先发展的方向。其中，晶体硅电池做为太阳电池的主流和支柱，被认为是太阳能高效、廉价而广泛利用的最优途径。作为晶体硅电池的原料，高纯多晶硅在硅晶体电池中占据了最大的能耗比重，是电池成本的重要组成部分。研究高纯多晶硅的制备技术对于进一步降低晶体硅电池的制备成本，减少总体能耗，具有重要的科学研究价值与现实意义。相对于高能耗的西门子法提纯太阳能级多晶硅技术，新型的冶金法提纯技术具有低能耗、低成本、低污染等优点，被认为是可能解决太阳能硅材料成本与能耗的瓶颈问题。　　由于分凝系数较大的原因，以及物理化学性质上与硅较为相似，作为硅材料的主要掺杂元素硼、磷是冶金法提纯技术的核心与难点问题。而硼、磷元素杂质占据了硅晶硅中位置，是影响硅材料的电学性质的关键元素。本论文围绕着除硼除磷核心技术的开发展开，工作的主要研究内容和创新性如下:　　首先，系统的研究了还原法去除硼杂质的方法，构建了Ba-B-Si相图体系。利用Ba元素有效的去除了硅中硼元素。在进一步降低硼杂质含量上遇到无法解决的技术难题后，研究了氧化法去除硼杂质的方法。在CaO-SiO2-Na2CO3造渣剂的基础上，通过大量的实验，优化和改进了造渣剂。并通过结合纳米分散技术，成功的将硅中的硼含量降低到0.5ppmw。　　第二，研究了造渣法、区熔技术、电子束熔炼与高真空熔炼在去除磷杂质上的科学问题与技术难点。成功的验证了电子束熔炼除磷技术，并在高真空熔炼技术方面形成自主的技术。　　第三，建设了50Kg级的中试试验线，将实验室除硼技术与除磷技术进行充分验证。改进了除硼技术，获得了高度可靠，可重复性的除硼中试技术，将硼含量稳定的控制在0.5ppmw。初步验证了结合定向凝固的真空熔炼技术，将金属含量降低到0.1 ppmw以下。与合作厂商一起，开展了产业化技术的探索。　　第四，分析了冶金法硅材料中的深能级，研究了不同冶金法硅材料所制备的太阳电池的性能，将冶金硅材料制备的太阳电池效率提升到17.5％。电池性能接近了产业中西门子法硅材料所制备太阳电池的水平。制备了PEDOT:PSS/硅复合太阳电池，研究了低纯度硅材料的电学性质。通过改变纳米线的长度，研究了改进与提高低纯度硅材料电池效率的方法与原理。