随着化石能源消耗殆尽，能源危机日益凸显。近年来能源价格不断高涨，对社会经济发展的阻碍越来越大。寻求新能源和可再生能源已是迫在眉睫；同时，国际经济仍未走出2008年的金融危机，世界各国纷纷将投资新能源和可再生能源作为刺激经济复苏的强心针。在上述双重因素推动下，作为可再生能源重要组成的太阳能光伏产业，在经历过2008年的短暂的低谷后，急速回温。欧洲光伏工业协会(EPIA)预测，2013年太阳能电池市场规模将由2008年的5559MWp增为2.23万MWp。目前光伏电池的主要原料为太阳能级多晶硅，主流生产技术为改良西门子法。其核心技术始终掌握在最大的7家国际公司手中。我国企业所用技术严重落后于国际先进水平；同时，该方法的产品成本仍是商业化运营所难以承受的。因此为从根本上打破国际垄断，加速光伏产业的发展。必须开发新的具有自主知识产权的低成本太阳能级多晶硅提纯技术。物理法（冶金法）是最具发展前景的，世界各国均取得了一定的研究进展，但目前为止还没有大规模投入商业生产的报道。本论文的研究工作旨在探索、开发一种全新的具有一定成本优势的物理法提纯技术。　　 冶金级硅中的大部分金属杂质和S、CI等非金属杂质适合用真空蒸发手段去除；B可用等离子体精炼手段去除；定向凝固可以显著地移除金属杂质。在充分调研现有各种物理提纯手段的基础上，我们结合自身优势，确立集电磁约束、等离子体辅助加热、真空精炼、定向凝固分凝等手段于一体的物理提纯技术。该技术有两个主要特点：　　 1．使用电磁约束无接触熔炼。除底部与石墨托盘接触外，硅料在冶炼全程中不与坩埚或其它材料接触，避免二次污染；　　 2．同步使用多种精炼手段，一次熔炼即得到高纯硅产品，减少了重复熔化硅料所产生的能耗。　　 论文探讨了以冶金级硅为原料，利用水冷石英坩埚和水冷铜坩埚，采用物理法提纯硅料的可行性。由于实验难度很大，未能达到预期目的。但对最关键的电磁约束无接触熔炼技术做了深入研究，取得了重要结果，向实现预定目标推进了一大步。该工作主要分为两部分：水冷石英坩埚精炼实验研究，称之为方案一；水冷铜坩埚实验研究，称之为方案二。　　 方案一得到了纯度有一定提高的硅料样品，证明真空精炼手段的作用，但此方案下未能成功实现设想的电磁约束无接触熔炼效果。方案二主要验证电磁约束无接触熔炼技术。实现了对铝材料的电磁约束、连续加料和定向凝固，充分验证了电磁约束的可行性。同时说明，在现有的实验条件下，利用水冷铜坩埚，难以单纯依靠感应加热熔化硅料。必须加入等离子体辅助加热手段。