突破性進展：新型鈣鈦礦太陽能板可完全回收

瑞典林雪平大學的研究團隊開發出一種永續的方法，利用水而非有毒溶劑來完全回收鈣鈦礦太陽能電池。這項技術不僅讓回收後的電池保持原有的效能，更同時解決了環境與科技上的雙重挑戰。

根據《自然》期刊最新發表的研究，林雪平大學的研究人員提出了一種不使用環境有害溶劑的太陽能電池回收方法。此技術能讓鈣鈦礦太陽能電池的所有元件反覆回收，且效能不減。值得注意的是，水在此回收過程中扮演了主要溶劑的角色。

隨著人工智慧發展、電動車普及等因素推升電力需求，永續能源的整合運用成為減緩氣候變遷的關鍵。太陽能長期被視為極具潛力的能源，而基於矽材質的太陽能板已問世超過30年。然而，第一代矽太陽能板已接近使用壽命，這也衍生出意想不到的廢棄物處理難題。

林雪平大學物理、化學與生物學系（IFM）博士後研究員蕭勳指出：「目前尚無有效技術處理矽太陽能板的廢棄物，導致舊板最終只能掩埋處理，形成無法再利用的電子廢棄物山。」

同系光電子學教授高峰強調：「在開發新興太陽能技術時，我們必須將回收考量納入。如果不知道如何回收，或許根本不該讓產品上市。」

鈣鈦礦被視為下一代太陽能電池最具潛力的技術之一，不僅成本相對低廉、易於製造，更具有輕薄、柔軟、透明的特性。這些優勢讓鈣鈦礦太陽能電池能安裝於多種表面，甚至可應用於窗戶。此外，其太陽能轉換效率可達25%，與現有矽太陽能電池相當。

林雪平大學博士後研究員徐念生表示：「目前許多企業急於將鈣鈦礦太陽能電池推向市場，但我們希望避免重蹈廢棄物掩埋的覆轍。在這項計畫中，我們開發出一種能讓所有元件重複使用於新鈣鈦礦太陽能電池的方法，且不影響新電池的效能。」

然而，考慮到鈣鈦礦太陽能電池目前的使用壽命較矽電池短，高效且環保的回收技術更顯重要。此外，鈣鈦礦太陽能電池含有少量提升效率所需的鉛元素，這也對回收過程提出更高要求。

全球多數地區已立法要求生產者以永續方式收集並回收廢棄太陽能電池。現有的鈣鈦礦太陽能電池拆解方法多使用二甲基甲醯胺，這種常見於油漆溶劑的物質具有毒性、環境危害性，且可能致癌。林雪平大學研究團隊的突破在於開發出以水作為溶劑的技術，能有效拆解老化的鈣鈦礦，更重要的是能從水溶液中回收高品質鈣鈦礦。

蕭勳表示：「我們能回收所有元件，包括覆蓋玻璃、電極、鈣鈦礦層，以及電荷傳輸層。」

研究團隊的下一步是將此方法擴充套件至工業規模應用。長期而言，他們相信在基礎設施與供應鏈完善後，鈣鈦礦太陽能電池將在能源供應中扮演重要角色。

參考文獻：Xun Xiao, Niansheng Xu, Xueyu Tian, Tiankai Zhang, Bingzheng Wang, Xiaoming Wang, Yeming Xian, Chunyuan Lu, Xiangyu Ou, Yanfa Yan, Licheng Sun, Fengqi You and Feng Gao, Aqueous-based recycling of perovskite photovoltaics, Nature, 12 February 2025. DOI: 10.1038/s41586-024-08408-7