钙钛矿太阳能电池(PSCs)近年来因高转换效率、低制造成本、可柔性设计等优点迅速崛起，成为光伏领域的“新星”。然而，伴随其产业化进程提速，一个被忽视但至关重要的议题正在显现：退役电池的可持续处理(EoL)问题。
本研究由意大利Grancini课题组主导，从“绿色回收”与“循环经济”的角度出发，系统梳理了当前钙钛矿电池回收策略与环保评估，为未来绿色能源技术的可持续发展提供了重要参考。
一、研究背景与问题提出
随着钙钛矿电池接近商业化，预计2050年全球将产生高达6000万吨的废弃光伏组件，退役管理已迫在眉睫。
钙钛矿器件含铅，若处理不当，将对生态与人体健康构成长期威胁。
欧洲议会指出，产品80%的环境影响在设计阶段即已决定，因此可持续的EoL设计亟需融入器件初期开发。
二、研究内容与方法
1. 回顾钙钛矿电池架构与特性
探讨常见的 N–I–P / P–I–N 结构、钙钛矿/硅叠层(P-S)、钙钛矿/钙钛矿叠层等不同器件配置;
强调其高吸光系数、长载流子扩散长度、可调带隙等优异特性;
指出其工艺灵活性使其适配于建筑一体化、室内PV、农业光伏等多场景。
2. 全生命周期评估(LCA)与技术经济分析(TEA)
对比分析回收与填埋场景下的碳足迹、能耗、EPBT(能量回收时间)与LCOE(度电成本);
回收处理后EPBT从0.60年降至0.19年，明显优于传统硅电池;
材料回收还能有效减少温室气体排放与毒物泄漏风险(如铅Pb);
TEA分析指出，高回收率(>90%)且保持性能的情况下，LCOE可降低约4%，最低电价降幅达14%。
三、关键观点与创新亮点
1. 材料回收优先级分析
最优先回收的组件：ITO/FTO导电玻璃、SnO₂/TiO₂等电荷传输层，以及金属电极(Au/Ag/碳);
TCO玻璃占成本的58.3%，质量占比高达99.9%，对环境影响最大;
某些金属氧化物(如NiO、TiO₂)可与TCO一体回收，甚至提升器件FF与PCE。
2. 绿色溶剂替代DMF
多项研究指出传统溶剂DMF毒性大，环境影响严重;
替代方案如KOH水溶液、DMSO、醇类溶剂显示出更佳的环保性与回收性能。
3. 铅(Pb)回收技术探索
使用分子络合物(如HPbCD-BTCA)、沸石、羟基磷灰石或真菌吸附法捕获Pb²⁺;
开发电化学还原Pb²⁺法、热水析晶法等实现高纯度PbI₂再生;
Pb回收效率最高可达99.9%，再生成膜效率可媲美原始材料。
4. 多组件协同回收策略
实现器件层层剥离，回收包括：TCO、CTM、有机层、PbI₂等;
模块级的整体回收流程得以构建，包括玻璃封装的再利用;
部分研究中，回收后的器件性能接近甚至超过原始器件。
四、未来展望与研究建议
绿色溶剂系统设计是下一阶段回收策略优化的关键;
应加强对柔性器件(PET/PEN)EoL管理机制的研究;
模块级标准化回收流程与政策引导亟待建立;
鼓励将“设计即回收”理念纳入器件研发初期，推动产业绿色转型。
总结语
本综述呼吁在钙钛矿太阳能电池大规模商业化之前，提前布局退役回收与材料再利用技术，并以生命周期评估+经济分析为指导，构建兼具环保与成本优势的回收路径，为光伏行业迈向真正可持续发展保驾护航。
