传统化石能源的枯竭及日益严峻的环境污染问题迫使人类不断开发可再生清洁能源。太阳能由于其绿色、安全等特点而逐渐受到人们的关注。太阳能级硅是制备太阳能电池的主要原材料,目前主要采用改良西门子法生产,但该法投资大、成本高、易造成环境污染。因此,开发一种绿色、高效的硅提纯新技术是当前该领域的主要发展方向。合金熔剂精炼法具有成本低、污染小、设备操作简单等特点,是一种大规模生产太阳能级硅的理想技术。但当前该技术对于硅中非金属杂质硼的去除尚存在一定的难度。本文在铝硅合金熔剂精炼的基础上,拟采用熔体吹氢的方法,并结合定向凝固技术,探索硅中杂质硼深度去除的可能性。本论文旨在通过探明硅中杂质硼与氢的相互作用关系,揭示氢对杂质硼的去除机理,从而为吹氢除硼技术的发展提供有实际意义的参考。首先,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对氢化物（BH2、BH3、B2H6、Al H3、Si H4）和硼化物（Ti B2、Al B2、Si B6）的结构性能进行了分析。结果表明,氢化物的结合能由高到低依次为:B2H6、Si H4、BH3、BH2、Al H3,表明B和H可能反应生成B2H6而使得B被去除。硼化物的稳定性由高到低依次为:Ti B2、Si B6、Al B2,表明Ti B2也是精炼过程可能存在的一种稳定化合物。其次,对氢化物和硼化物的能带结构进行了计算。结果表明,BH2和Si B6具有半导体特性,Ti B2和Al B2具有导体的特性,BH3、B2H6、Al H3和Si H4属于绝缘体。此外,氢化物和硼化物的态密度计算结果表明,硼化物的价带宽度大于氢化物,且硼化物在费米能级附近有明显的赝能隙,表明硼化物比氢化物更稳定。氢化物和硼化物Mulliken布居计算结果表明:氢化物中H与B作用时,H为电子供体;H与Si、Al发生作用时,H均为电子受体。硼化物中,B分别与Si、Al、Ti作用生成硼化物时,B均为电子受体。氢化物的共价性由强到弱依次为B-H、Si-H、Al-H,其中B-H键的共价性强弱顺序为B2H6>BH3>BH2。Si B6、Al B2、Ti B2中B-B键的布居值分别为0.35、2.21、2.44,其共价性依次增强。在以上理论计算结果的基础上,采用高温熔体吹氢-电磁定向凝固的方法,探究了铝硅合金定向凝固过程杂质硼的去除行为。结果表明,随着定向凝固速率降低,杂质硼的去除率逐渐升高。此外,随着氢气通入时间的延长,杂质硼的去除率升高。当下拉速度为5μm/s,氢气通入时间为150min,硼的去除效果最佳,硅中的硼含量由103ppmw降低到3.8ppmw,硼的去除率达到96.3%。同时,通过扫描电镜-能谱（SEM-EDS）表征结果可知,样品凝固后,C、O和B等杂质均粘附在样品凝固末端的气泡壁上,说明熔体中的杂质硼随着气相移动到了样品上部。此外,热力学计算结果表明,在Al-Si熔体中形成B2H6气体是可行的,这与前述的第一性原理计算结果保持一致。通过以上理论分析与实验验证,表明铝硅熔体吹氢除硼是可行的,本研究可为Al-Si合金精炼吹氢除硼提供相应的技术参考。