多晶硅被誉为“微电子大厦的基石”，是跨化工、冶金、机械、电子等多学科、多领域的高新技术产品，是半导体、大规模集成电路和太阳能产业的重要基础原材料，具有投资规模大、科技含量高、产业链长等特点，经济效益和社会效益都十分显著。　　 制备多晶硅主要采用西门子法，经过三代发展，技术较成熟，但它生产流程长、能耗高、污染大。冶金法是近十几年发展起来的制备多晶硅的方法，它具有投资小、生产流程简单等优点，被业界认为是最有可能替代西门子法的一种方法，但这种技术不成熟。　　 本研究的目的是发展具有自主知识产权的能耗污染相对小的冶金法制备太阳能级多晶硅新技术。由于多品硅制备工艺试验难度大、周期长、费用高，有风险，数值模拟是一种廉价有效的方法，它对多品硅生产技术起到了越来越重要的指导作用。　　 本文综合评述近年来太阳能级多晶硅定向凝固技术的研究进展，根据定向凝固的理论，对目前的主要几种定向凝固的方法进行了比较，指出了它们的优缺点；计算了相变过程的焓；在参阅目前定向凝固和有限元理论的基础上，运用ANSYS有限元软件，模拟了冶金法制备多晶硅凝固过程的温度分布，并绘制了热导率和焓随温度变化的图像，绘制节点温度随时间变化曲线，得到了凝固过程的温度云图。所得结果与实验基本吻合。