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多晶硅定向凝固制备多晶硅锭由于其低成本、高产量在光伏行业占主导地位。多晶硅锭的出材率为衡量铸锭成本的重要指标,而影响该指标的最大影响因素为红区。多晶硅锭的红区指在利用微波光电导衰减法扫描检测少子寿命中,测试结果少子寿命较低的区域。该低少子寿命红区主要分布在硅锭头部、侧壁、尾部、中部区域。本文将对红区进行深入的研究,充分了解多晶硅锭红区的形成原因,有利于工业生产管控,降低铸造多晶硅片的生产成本,同时也将提高高效多晶硅片质量。本文结合规模化生产实践,从生产中大量样本入手综合分析尾部红区与氧的关联、头部红区与金属浓度的关联、以及红区鼓包的形成。通过傅立叶红外光谱分析仪（FTIR）、微波光电导衰减仪（μ-PCD）、光致发光测试仪（PL）、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）等测试手段对多晶硅锭的不同部位红区进行原因分析,取得了如下结果:1.通过对铸造多晶硅中间隙氧的分布与红区的分布类比,发现氧与尾部红区存在关联,但氧浓度并不是最主要影响因素。实验表明,当间隙氧浓度低于4.5×1017cm-3时,对于铸造多晶硅少子寿命的影响非常小;当间隙氧浓度介于4.5×1017cm-3与7×1017cm-3之间时,将影响铸造多晶硅少子寿命,平均降低少子寿命0.5us;当间隙氧浓度高于7×1017cm-3时,硅锭少子寿命受到极大影响,平均少子寿命低于1.5us,形成红区;因此,只有当铸造多晶硅尾部间隙氧浓度达到7×1017cm-3时,才可能形成尾部红区。2.通过对铸造多晶硅头部红区金属杂质的分析,发现头部红区主要与金属杂质的分凝及扩散相关。实验表明,通过加大硅锭在退火阶段降温速度可明显降低头部红区的长度,头部红区长度降低比例可达到35%。当头部Fe浓度达到100ppbw以上时,硅锭将产生红区现象;当Fe浓度低于50ppbw时,硅锭少子寿命达到最佳。3.汇总铸造多晶硅锭中除头尾和侧壁红区以外异常红区的表现,该类异常红区不平整、分布无特定位置,通常表现为鼓起、类球状,称其为红区鼓包。重点对尾部红区鼓包进行了解剖和元素检测。实验表明:在红区鼓包的立体中心位置存在未熔化的籽晶,认为该红区为西门子法生产的多晶硅料与铸造多晶硅晶体性能差异,导致局部应力的产生。从而形成以未熔化的多晶硅料为中心的红区鼓包现象。可通过延长籽晶层熔化时间、提高熔化温度梯度等方式降低由于硅料尺寸、晶态方式不同而导致熔化速度的差异,从而实现对尾部红区鼓包的控制。