德国Wacker公司于1975年首先利用浇铸法开始制备用于制造太阳能电池的多晶硅材料，其具有生长简便、易于大尺寸自行化生长、能耗小、成本低等优点，目前铸造多晶硅成为了主要的太阳电池材料。虽然目前广泛采用的定向凝固法铸造多晶硅相比于浇铸法使得体内热应力降低，晶体内的位错密度降低，但是铸造多晶硅相对于单晶硅的高密度位错、晶界、微缺陷及相对较高的杂质浓度使太阳电池的转换效率大大降低。因此，日后多晶硅的主要发展方向是生产具有低位错密度，高转换效率的高效多晶硅片。
目前提升高效多晶硅片转换效率的研究大多集中在电池制备方面，而本文是从多晶硅制备过程方面来对高效多晶进行研究。
由于热应力导致晶粒里产生大量位错，从而影响了多晶太阳电池的效率，而硅锭中热应力的产生主要由铸造多晶硅在晶体凝固后的冷却过程中，由于从硅锭的边缘到中心，从头部到尾部，散热的不均匀和在冷却过程中硅锭与石英坩埚的热膨胀系数不同造成。因此，实验通过改善工艺和采用新型辅材两方面措施来减少位错，提高效率。
一、改善工艺。将头部长晶TC1温度由1430℃降至1398℃，增大长晶阶段纵向的温度梯度，使硅锭的生长能够沿竖直方向进行，有效地排出位错；
二、采用新型辅材。使用德国产氮化硅粉、硅溶胶以及高纯石英坩埚，采用刷涂代替喷涂等工艺等。
对实验结果进行分析得出通过降低头部长晶温度，硅片的位错密度明显降低，多晶硅锭的位错密度由之前的平均约4×105cm-3降低到平均3×103cm-3。位错密度的降低使俘获少子的复合中心大幅减少，使少子寿命大幅度提高，从而提高了太阳电池的装换效率。使用高纯石英坩埚，有效地降低了头部氧杂质和过渡族金属杂质（Fe、Co和Cu等）向硅锭内的扩散。硅溶胶良好的高温抗蠕变性能、刷涂工艺和德国产氮化硅粉有效地隔绝了高温硅液与坩埚的接触，进一步减少了氧杂质等进入硅锭，降低了边皮红区厚度，有效提高了硅锭的品质。
综上可知，实验达到了生产高效多晶硅片的目的，为提升高效多晶硅片的转换效率提供了新的研究方向。
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