目前，光伏發電在世界范圍內快速發展，光伏產業正逐漸成為全球電力市場的重要組成部分。其中，第三代光伏（PV）技術主要使用廉價、通用的材料，以取代傳統的活性材料，因此將進一步降低成本、提高可擴展性，并提高太陽能電池部署的靈活性。最近研究表明，環境熱點材料和工藝，如貴金屬和熱蒸發，在鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）制造中仍很受歡迎，因為它們便于在實驗室中制備出PSCs原型。然而，這些材料和工藝可能會給擴大規模和大規模商業化帶來技術或經濟困難。當在PSCs模塊的工業制造所用的材料或工藝步驟上不斷創新時，回收利用可以成為節約能源和保護環境的有效途徑。生命周期評估（LCA）被廣泛用于系統地評估特定產品在整個生命周期中的環境影響。PSCs存在三種典型的報廢情況：回收、垃圾填埋和模塊故障以及隨后的意外釋放。其中，垃圾填埋處理考慮不周可能會導致材料和能源的嚴重浪費以及環境污染。因此，系統評估和突出PSCs回收相對于垃圾填埋場處置的優勢是一個未滿足的需求。

在2021年6月24日，美國康奈爾大學Fengqi You教授（通訊作者）等人報道了他們通過對各種鈣鈦礦太陽能電池（PSC）架構的從出生到報廢的生命周期評估（LCA），發現具有導電氧化物和高能耗加熱過程的基板是一次能源消耗、全球變暖潛勢和其他類型影響的最大貢獻者。因此，作者將重點放在這些材料和工藝上，擴展到“cradle-to-cradle”的分析，并將回收作為報廢的場景。結果表明，循環利用策略可以使能源回收時間減少72.6%，溫室氣體排放因子減少71.2%。最佳的可回收模塊結構可以表現出極短的能源回收時間為0.09年，溫室氣體排放因子低至每千瓦時13.4 g CO₂當量，因此其超越了所有其他競爭對手，包括市場領先的硅，每千瓦時1.3-2.4 年和22.1-38.1 g CO₂當量。最后，作者使用敏感性分析來強調延長器件壽命的重要性，并且量化了由不成熟的制造工藝、不斷變化的操作條件和每個模塊的個體差異引起的不確定性的影響。

在文中，作者通過比較使用六種溶劑處理的PSCs從“cradle-to-grave”或“cradle-to-cradle”的LCA，研究了PSCs的器件架構和回收策略。幾乎可以肯定，該行業將通過減少材料消耗和采用能源強度較低的加工步驟，繼續創新和優化用于規模化的實驗室規模PSCs。因此，作者基于實驗室規模數據的計算提供了保守的見解，并作為EPBT、溫室氣體排放和其他指標的上限。回收和穩定性是提高PSCs可持續性的兩個重要且相互交織的起點。增強穩定性可以減少回收工作的頻率，減輕因不成熟的回收操作而導致的能源強度。此外，更高的穩定性降低了對剛性封裝的依賴，進一步促進了回收過程。通過同時考慮高穩定性和增加回收工作，PSCs顯示出更加能源和環境可持續性的巨大潛力，為商業規模鈣鈦礦光伏的持續發展提供指導。

Life cycle assessment of recycling strategies for perovskite photovoltaic modules. Nature Sustainability, 2021, DOI: 10.1038/s41893-021-00737-z.