1．冶金法
1996年，日本川崎制铁公司最先开发了冶金法制备太阳能级硅的方法。该方法采用了电子束和等离子冶金技术并结合了定向凝固方法，是世界上最早宣布成功生产出太阳能级硅的冶金法（metallurgical method）。本方法以冶金级硅为原料，分两个阶段进行处理。第一阶段采用真空蒸馏及定向凝固法去除磷，同时初步除去金属杂质。在第二个阶段，在等离子体熔炼炉中，采用氧化气氛去除硼和碳，并结合定向凝固法对原料中的金属杂质进一步去除。通过两个阶段的处理，得到的产品基本达到了太阳能级硅的要求。挪威Elkem公司、美国道康宁公司（Dow Corning）先后对冶金法进行了改进和进一步研究，道康宁公司于2006年建成了利用冶金级硅制备太阳能级硅1 000吨的生产线，其生产成本降低到了改良的西门子法的2/3，并且在同一年制备出了具有商业价值的太阳能级多晶硅材料。
冶金法是专门针对太阳能级多晶硅而产生的一种金属硅提纯方法，该方法生产多晶硅的电耗只有改良西门子法的1/3，水耗只有1/10，投资也只有改良西门子法的1/3左右，多晶硅的生产成本有望低于70美元/千克。很多专家都认为冶金法是最有可能取得大的技术突破并产业化生产出低成本的太阳能级硅材料的技术。
2．以SiCl4为原料，用金属还原制备硅
如用Na蒸气和SiCl4气体在H＋Ar的等离子体中还原，选择合适的温度，使NaCl气化与液态硅分离，副产品NaCl再经电解得到Na和Cl，后者用来重复产生SiCl4。
类似地，用Zn蒸气还原SiCl4生成Si和ZnCl2，既可以用西门子式反应器也可以用流床反应器。
3．利用碳热还原二氧化硅
西门子公司先进的碳热还原工艺为：将高纯石英砂制团后用压块的炭黑在电弧炉中进行还原。炭黑首先用热HCl浸出过，使其纯度和氧化硅相当，因而其杂质含量得到了大幅度的降低。目前存在的主要问题还是碳的纯度得不到保障，炭黑的来源比较困难。碳热还原方法如果能采用较高纯度的木炭、焦煤和SiO2作为还原材料，那将非常有发展前景。碳热还原方法的重点研究方向包括：优化碳热过程、多晶硅提纯技术和中间复合物的研究。
荷兰能源研究中心（ERCN）正在开发硅石碳热还原工艺的研究，使用高纯炭黑和高纯天然石英粉末做原材料，使原材料的B、P杂质含量降到了1×10－6级以下。但此工艺目前还处于实验阶段。
4．利用铝—硅熔体低温凝固精炼制备太阳能级硅
日本东京大学K．Morita教授提出了利用Al－Si熔体降低精炼温度，采用低温凝固法制备太阳能级硅材料，目前已经取得了阶段性研究结果，如表4－2所示，并提出了采用该方法制备太阳能级硅的原则流程。
表4－2 日本东京大学低温凝固法制备太阳能级硅研究结果
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