多晶硅是光伏产业和电子工业的重要基础材料,其电学性能的好坏直接影响使用效率。在实际应用中,多晶硅材料除了纯度要求外,对电阻率和少子寿命等电学性能的调控也非常重要,而电学性能的好坏与多晶硅中杂质元素的含量分布密切关联。冶金法制备的多晶硅材料往往同时含有不同浓度的受主杂质和施主杂质,在多晶硅铸锭应用中存在着杂质补偿现象。目前,对于冶金法提纯多晶硅的研究较多,但是对多晶硅铸锭中有意掺杂施主或受主杂质,掺杂元素补偿效应对电学性能影响的研究很少。因此,本文从掺杂Al-B母合金和P-As硅锭两条主线出发,从原子密度角度研究了施主和受主杂质补偿后对多晶硅铸锭导电类型、电阻率和少子寿命等电学性能的影响规律,本文研究结论主要如下:(1)铸锭1和2号的受主杂质与施主杂质的补偿差量都随凝固分数增加而增加,NA-ND>0,导电类型都是p型。铸锭3号的补偿差量随凝固分数增加呈现出先降低后增大的趋势,ND-NA>0,导电类型是n型。(2)铸锭1号和2号的电阻率平均值都为0.013Ω·cm,通过长晶速率和掺杂位置等工艺调控,使得铸锭1号的电阻率在目标范围(0.008-0.018Ω·cm)的凝固方向比例占95.8%,铸锭2号比例约占73.6%,可见铸锭1号比2号的电阻率分布更为均匀,波动程度更小。铸锭1,2和3号的电阻率与杂质补偿差量的变化趋势相反,二者具有一定的镜面对称效果。在铸锭3号中,通过公式推导模拟计算了补偿差量与电阻率关系。(3)铸锭少子寿命和补偿差量呈现相反的变化趋势,具有一定的镜面对称性。铸锭1号少子寿命平均值为4.373μs,铸锭2号少子寿命平均值为4.211μs,铸锭3号少子寿命平均值为7.538μs,其中铸锭中少子寿命大于10μs的比例约占12%,低于5μs的比例约占55%,在5到10μs之间比例约占33%。(4)铸造多晶硅晶体主要呈柱状晶生长。铸锭整体上长晶速率与晶粒尺寸的变化趋势相反,但在局部区域这种一致性是有些波动的。其中铸锭1号平均长晶速率为0.149mm/min,2号平均长晶速率为0.157 mm/min,铸锭1号比2号的晶粒尺寸均匀性好。