冶金法制備多晶硅就是定向凝固提純技術(shù)在去除金屬雜質(zhì)方面的典型應(yīng)用，而定向凝固提純技術(shù)也是冶金法提純硅材料的關(guān)鍵工藝。關(guān)于定向凝固技術(shù)制備多晶硅技術(shù)，專(zhuān)家學(xué)者做了大量研究工作，尤其，近幾年國(guó)內(nèi)高校昆明理工大學(xué)、大連理工大學(xué)、太原理工大學(xué)等在定向凝固技術(shù)制備多晶硅方面做了大量實(shí)驗(yàn)，得出很多有用結(jié)論。

    Morita等人提出，冶金級(jí)硅中金屬雜質(zhì)經(jīng)過(guò)2次定向凝固提純， 完全可以達(dá)到太陽(yáng)能級(jí)多晶硅要求[30]。Rannveig Kvande 等通過(guò)慢冷和快冷快速定向凝固對(duì)比實(shí)驗(yàn)， 測(cè)量出碳的含量在2個(gè)試塊中的含量分布基本一樣，慢冷的氧含量比快冷高。Pires等利用電子束熔煉法， 獲得了5N的太陽(yáng)能級(jí)多晶硅，得出了硅錠下部和邊緣雜質(zhì)的含量較低，上部和中間雜質(zhì)含量較高的結(jié)論。Chandra P Khattak 等利用真空氧化和定向凝固2步工藝提純工業(yè)硅，結(jié)果表明，大部分的金屬雜質(zhì)含量還是很高，雖然部分金屬雜質(zhì)去除效果理想，但還是達(dá)不到太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的要求。

    昆明理工大學(xué)的戴永年教授等人利用定向凝固技術(shù)去除工業(yè)硅中的雜質(zhì)鋁，結(jié)果表明，定向凝固提純法除鋁的去除率可達(dá)98.6%，這說(shuō)明定向凝固提純法去除鋁是可行的，但不能去除晶界處富集的鋁雜質(zhì)。吳亞萍等對(duì)真空感應(yīng)熔煉和定向凝固研究， 結(jié)果表明定向凝固提純技術(shù)可以去除工業(yè)硅中平衡系數(shù)小于1 的金屬雜質(zhì)，但對(duì)不同雜質(zhì)去除的程度不同。Liu等通過(guò)研究鐵隨時(shí)間和溫度變化的分布情況， 得出多晶硅鑄錠中的碳濃度以及碳化硅沉淀相的分布。