经济的大发展使社会生产对能源供应能力的要求越来越高,随着常规能源的衰落,作为新能源的代表太阳能光伏产业无疑拥有着无可比拟的发展前景。多晶硅作为光伏产业中关键功能性材料主要来自于半导体行业的返回料或由西门子法制备。由于西门子法高成本、高污染、周期长和易燃易爆等弊端,致使传统的太阳能原料供应体系难以满足产业发展的需求,这种供应力不足极大制约了光伏产业的发展。因而研发探索制备太阳能级硅的全新工艺方法势在必行。由于冶金法具有低能耗、低成本和绿色生产等特点,已成为硅材料领域技术突破的焦点。冶金法结合了定向凝固、电子束熔炼、酸洗、合金化和造渣等多种技术,能够在不改变硅材料物质性质的前提下,根据硅中杂质元素的特征,采用不同的技术去除硅材料中的磷、硼和金属等杂质。电子束熔炼因其具有高温、高真空度、高热流密度等特点,是冶金法中一种重要的除杂技术,其主要是用于硅中蒸发性杂质元素的去除。目前由于电子束设备的高能耗,限制了其应用空间。为了最终能够达到高效率低能耗通过电子束去除蒸发性杂质的目的,本研究针对电子束熔炼过程中的温度场和杂质去除机理两方面优化了熔炼工艺。本研究结合能量传输对电子束熔炼时硅熔体的温度场进行分析。并从实验和理论计算的方面对电子束熔炼提纯多晶硅的工艺参数进行了优化。研究结果表明：电子束熔炼提纯多晶硅的过程中硅和水冷铜坩埚之间存在接触热阻,接触热阻值在0.06～0.22m2kW-1范围内变化,基于影响硅熔体温度场的硅-铜接触热阻被计算,精确的获得了电子束熔炼中硅熔体的温度场。硅熔体的温度场计算表明,硅熔体内部和表面存在很大的温度梯度,尤其是熔池表面,温度梯度更为明显,在马兰戈尼效应的作用下,硅熔体内部和表面存在一定的流动。熔体流动和熔体表面的温度梯度有关,温度梯度越大,熔体的流动越剧烈,越有助于杂质的去除。电子束设备的高能耗使其不能被广泛应用,本研究从能耗的角度对电子束熔炼的能耗进行了理论计算和实验检测,通过对比不同参数下的能耗,对熔炼参数进行了优化,优化结果表明：在现有的电子束熔炼设备中,对0.5kg硅材料进行熔炼,扫描半径为0.0339m、熔炼功率为23.4kW时能耗最低,能耗为25.5kW·h/kg。