自本世紀初以來，世界范圍內安裝的太陽能電池板的數量一直呈指數級增長，預計未來幾十年仍將保持這樣的發展態勢。據統計，截至2015年底，全球太陽能裝機容量約為222GW。而根據國際可再生能源機構最近的一份報告估計，到2050年這個數字將可能達到4500GW。
然而，產生電力的太陽能電池板并非“長生不老”。根據美國能源部的統計，太陽能電池板在正常使用環境下，工作壽命約為25至30年，具體取決于其使用環境。高溫可能加速太陽能電池板的老化過程，而其他負面因素（如雪或沙塵暴的重量等）可能會導致太陽能電池板表面和內部電路的材料老損，逐漸降低電池板的功率輸出。
這就意味著，在當前安裝的一些太陽能電池板不久之后就會“退休”。而且，每年都會有越來越多的產品從服務中退出，比如玻璃和金屬光伏組件很快就會增加到數百萬。
可以說，太陽能電池板老化的問題已成為世界各國面臨的最嚴重的問題之一。“這些問題離我們不再遙遠，我們即將面臨廢物管理的問題，”國家可再生能源（IREA）實驗室的資深科學家、太陽能專家Garvin Heath說。“可以公平地說，這一問題正開始被越來越多的人所承認，我們很快就需要著手解決這個問題。”
回收再利用
許多人正在尋找的解決方案是回收利用。
但是隨著光伏板安裝的增加，未來對其的最終處置的需求同樣也在日益增加，然而目前處理這些光伏組件的能力尚顯不足。“有一些基礎設施，在這一點上，我認為做的還不夠好，”Heath說。
部分問題在于太陽能電池板的回收非常復雜。太陽能電池板是由許多材料制成。目前，被業界普遍接受的太陽能光伏電池大體上可分為三代：第一代為硅晶太陽能電池，第二代為薄膜太陽能電池，高倍聚光電池、有機太陽能電池、柔性太陽能電池、染料敏化納米太陽能電池等新技術則統稱為第三代太陽能電池。
現在，市場上普遍應用的是第一代硅晶太陽能電池。這是由純的結晶硅組成，并且用粘合劑和密封劑包裹起來，使它們很難被分離。而且，太陽能電板上包含的某些重金屬（如鎘和鉛），如果不能得到正確地回收循環再利用的話，一旦流入環境中，會對環境造成很大的危害。
“這些面板的壽命，它們的組裝方式以及制造方式使它們在回收利用時面臨很大的困難，”美國最大的電子產品回收業務之一——ECS Refing特殊項目總監Mark Robards說。面板是通過機械強行拆開，并且用酸進行分解從而分離出晶體硅——這是大多數光伏制造商所使用的半導體材料。熱系統用于燃燒將它們粘合到其電樞上的粘結劑，酸性濕法冶金系統則用于分離貴金屬。
據Robards介紹，被分離出來的材料中有近75%是玻璃。玻璃很容易被回收到新產品中，但其轉售價值也很低。隨著太陽能電池板技術的進步，制造商們正在努力尋找、使用對回收商有價值的部件（比如銅和銀）的方法。
“所以這些東西的基礎商品價值一直不斷下降，”Robards說。回收商能回收的價值越低，回收的積極性就越低。
盡管面臨挑戰，ECS一直在提高其光伏再生能力。“未來幾年，這是一個相當不錯的增長領域，但在2020年左右或更久的時候，這個領域會出現爆炸式增長，”Robards說。
當然，除了從環境效應方面考慮，巨大的經濟效益也驅使了太陽能行業不少公司著手太陽能電池板的回收再利用。2016年，據國際可再生能源機構和國際能源機構的太陽能光伏系統項目（IEA-PVPS）發布的《產品生命終期管理：太陽能光伏板》報告預計，如果對太陽能光伏板材料進行適當地回收和再利用，到2050年，光伏板廢物量在全球商品市場價值將達到150億美元。
培訓與成本
在市場穩定之前，回收商很難將更多的業務集中在太陽能電池板上。但是，為了確保他們能提前做好準備，太陽能行業正在制定計劃，以培訓商業回收公司了解制造商的產品以及如何分解這些產品，美國太陽能產業協會（該協會代表太陽能公司和光伏制造商）規范和標準資深總監Evelyn Butler如是介紹。
Butler表示，該協會還與回收商合作，共享他們正在處理的零部件和材料的數據，以便他們能夠開始跟蹤并預測其損耗。“在這一過程中，我們仍處于起步階段，但我們希望在未來5到10年內，將能夠提供有關這方面的行業數據，”她說。
一些光伏公司正在領導他們自己的回收工作。First Solar公司就是其中的佼佼者。
作為一家全球領先的太陽能光伏產品解決方案的供應商，First Solar公司長期以來一直為其產品提供回收服務，其產品分布在全球35個國家。為了減少對環境的影響，該公司一方面在生產和制造光伏組件過程中采用創新的制造工藝，保證其產品具有最低的碳足跡、最低的生命周期用水量以及最快的能量回收時間；另一方面，開發了一整套環保生產、運維、回收產品的方案，努力創建環保生產、環保銷售的理念。
“我們公司已經安裝了超過1億個模塊，但它們可能還需要10到15年的時間才能到達其生命周期的終點，”他說。“隨著時間的推移，我們的技術成本不斷下降，但與此同時，廢料的數量也在不斷增加。”
Raju說，該公司的長期目標是確保這一過程便宜且高效，足以應對預計將激增的“退役”太陽能電池板。“總成本必須非常低，這樣人們就不會要考慮除了回收利用以外的其他選擇。在過去的8年里，我看到了這種成本的大幅削減，”他說。
First Solar公司負責回收業務的主管Sukhwant Raju表示，多年來，該公司的回收流程已逐漸得到改善。公司自己運營的光伏電站，其產品回收率很高，90%的半導體材料繼續使用在新生產的光伏模塊上，90%的玻璃也可以重復使用。
法律與法規
值得注意的是，在美國，大多數這些進展都是在沒有法規指導的情況下獲得的。目前，對于不符合危險廢物標準的光伏板的報廢管理，還沒有聯邦標準或要求。對于那些無害的廢物，也沒有制定任何重要的國家規定。
Heath指出，華盛頓州于2017年通過了一項立法，要求制造商為該州出售的太陽能電池板的回收和循環利用提供資金。這是迄今為止有關太陽能電池板回收的最先進的立法，不過這一法規預計到2021年才能全面實施。Heath還表示，華盛頓州并不是依賴太陽能的最大的州之一。在美國主要使用太陽能的州——加利福尼亞州，通過這樣的立法可能還需要幾年的時間。
不過，在美國以外，還有一個可遵循的指導方針。歐盟早在2003年就曾通過一項環保指令——《廢棄電子電氣設備指令》，該指令要求，制造商必須考慮到產品廢棄時所造成的環境污染問題，要為其在歐洲市場上銷售的處于產品生命終期的太陽能電池板提供回收費用支持。
在Raju看來，短期內美國不太可能出現類似的聯邦法規。但是，鑒于未來幾十年預計將有大量太陽能電池板會無法使用，專家們預測，涵蓋面更廣的規則將是不可避免的。
“我認為這只是時間問題，”Raju說。“如果10年后我們沒有類似的計劃，我個人會感到非常驚訝。”■