随着全球经济的发展,传统能源日益枯竭。光伏发电作为一种可同时解决环境及能源问题的清洁可再生能源,其研究和开发得到了快速发展。但随着光伏产业的爆发式增长,使得作为常用太阳能电池原材料的太阳能级多晶硅(SOG-Si)的供给出现了严重的不足。与传统的生产方法如改良西门子法等相比,以冶金级硅(MG-Si)为原料制备SOG-Si的冶金法具有能耗低、污染小等优点,可以有效的降低生产成本,从而引起了世界各国的广泛关注。由于硅的饱和蒸汽压较小,在硅的熔点附近进行高温熔炼可以使蒸汽压较大的杂质元素从硅熔体中挥发出来从而达到去除的目的。因此,真空熔炼及电子束熔炼作为冶金法的重要环节有着广泛的应用。本研究通过真空熔炼及低压熔炼实验,考察了不同熔炼条件对冶金级硅中杂质去除效果的影响,对熔融硅中杂质的挥发行为进行了系统的理论分析,同时也对电子束熔炼除磷效果进行了研究并与真空熔炼所得到的结果进行了比对,主要得到以下结果：真空熔炼对冶金级硅中的磷、铝、钙均有良好的去除效果,杂质含量随着熔炼时间的延长而降低,但在熔炼后期阶段磷的含量趋于定值。随着熔炼温度的升高杂质去除更快,通过提高熔炼温度可以进-步降低磷含量,可以考虑使用电子束熔炼。磷,铝,钙的去除反应均可以用一阶反应式表示,去除速率常数与温度的关系式为lnκp=-4.81-12220/T,lrκA1=-0.36-22361/T,lnκCa=-2.04-18329/T。由此得到硅中磷,铝,钙去除反应的活化能分别为102,186,152(kJ／mol)。磷、铝、钙的去除速率均由液相中的成分扩散和表面蒸发反应共同控制。在低压熔炼条件下,磷的去除反应也可以用一阶反应式表示,但去除速率受温度影响不明显且由于受环境压力影响与真空条件下相比较低。磷的去除速率由液相中的成分扩散及气相中的成分扩散共同控制。通过电子束熔炼可以将冶金级硅中的磷杂质含量降至0.1ppm以下,可以直接满足太阳能级硅的要求。磷的去除速率要明显大于在真空熔炼条件下的去除速率,证明了进一步提高熔炼温度对磷的去除有着显著的促进作用。磷的去除速率常数K(?)与温度的关系式为lnκP:-4.40-12955/T,据此可以求出电子束熔炼实验中磷去除过程的活化能为107(kJ／mol),与真空熔炼条件下的实验结果有着较好的一致性。