太陽電池の製造において、シリコン純度は冶金グレードシリコン（MG-Si、98%-99.9%）と電子グレードシリコン（>9999% pure）の中間であっても良いが、この場合シリコン純度が高くなる。 この中間的な純度を持ち、太陽電池の要求性能を満たすシリコンは、アップグレード冶金グレードシリコン（UMG-Si）と呼ばれる。 UMG-Siの製造方法の一つは、一方向凝固（熱交換法）、ゾーンメルト（またはゾーンリファイニング）、ゾクラルスキー成長などの凝固プロセスをMG-Siに制御して適用することである。 これらのプロセスでは、有効分配係数（K）と呼ばれる固体シリコンと液体シリコンにおける不純物の溶解度の差が利用されます。 これらの理由から、凝固プロセスを研究するためには、シリコン不純物に対する K を決定する必要があり、これが本研究の目的である。 MG-Si（純度99.85%、不純物1500ppm）を水冷銅ルツボ付き電子ビーム炉を用いて1mm/minで1パスのゾーンメルト処理を行った。 Ko ≤ 10-1の不純物に対する有効分配係数(K)は、K = 0.03 Ko-0.063 の関係に従っていることがわかった。 ホウ素の場合、K = 0.8である。 10-3から10-8の間の不純物は、同様の有効分配係数(K = 0.07 ± 0.02)を示した。これは、特定の不純物の有効分配係数は、不純物の総量に依存することを意味している。 測定されたシリコン中の不純物プロファイルは、有効分配係数を用いたPfannの式によって得られたものと比較され、比較可能な結果を示した
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