随着全球经济的发展，传统能源日益枯竭和环境问题逐年加重，这使得世界各国开始大力发展新能源，其中太阳能因其分布广泛、资源丰富、清洁无污染等优点，被认为是21世纪最重要的新能源。在世界各国的政策积极扶持下，太阳能光伏产业迅速发展，使得对太阳能级多晶硅(SG-Si)的需求大增，但居高不下的生产成本制约了光伏产业的发展，因此研究高效率、低成本的太阳能级多晶硅的制备方法有着重大的现实意义。冶金法制备太阳能多晶硅具有能耗低、成本低、污染小等优点。研究冶金法制备多晶硅对我国打破国际垄断、拥有自主知识产权及发展我国光伏产业有着重要的战略意义。
　　本文主要以冶金级硅(MG-Si)为原料，从多方面入手研究硅中杂质元素磷的去除。
　　(1)研究发现，P-Si合金中P是以SiP的形式存在。杂质在固态的冶金级硅中呈深色、白色夹杂物的形式分布。夹杂物的化学组成表明，深色杂质为熔渣型夹杂，而白色夹杂主要为金属或金属间化合物。P与硅中其他元素间的优先结合顺序为Ca3P2＞Mg3P2＞MnP3＞Co2P＞AlP＞SiP。
　　(2)加Ca还原精炼除磷实验研究。从热力学上分析了加Ca还原精炼杂质元素磷的去除形式:与加入硅中的Ca发生反应生成Ca3P2，导致磷的固液分配系数减小，与CaSi2构成第二相沉淀析出，再结合酸洗可以去除。以最佳精炼条件:精炼温度为1813K，钙硅质量比为9.5％，对冶金硅进行了除磷探究。精炼后，冶金硅中磷含量由94ppmw降到了15ppmw。
　　(3)吹气精炼除磷的研究。在精炼过程中，喷嘴类型能影响磷的去除率，在高纯石墨管底部和侧边共有15个小孔的C型喷嘴为最优。精炼温度是冶金硅吹气精炼主要的影响因素。高温不利于熔硅中磷的去除，在精炼温度为1793K，磷的去除率达到了88.30％，为最优精炼温度。精炼气温度的增加有利于熔硅中磷的去除。选择精炼气温度为373K为最佳的工艺条件。气流流速为2L/min，为最佳精炼气流速。在最佳吹气精炼条件下，冶金硅熔体中的磷元素由94ppmw降低到11 ppmw。