太陽光電模組(PV Module)可以透過日照來產生電力，是綠色能源中最被看重的技術；鋰離子電池則是近年來發展快速，在生活中隨處可見應用廣泛的儲能產品。隨著全世界不斷製造太陽光電模組與鋰離子電池，未來將會產生大量的光電廢棄物，如何以資源化技術，妥善處理這些光電廢棄物中的有毒物質，並將有價值及稀有的材料分離回收，提純後再次投回產品生產使用，或另作高值化應用，是近年來資源化技術的一大挑戰。本文將對太陽光電模組中的主要產品（矽晶型太陽光電模組）以及鋰離子電池的市場趨勢探討分析，並針對這兩種產品的資源化技術做介紹。
太陽光電市場趨勢
太陽光電市場不斷地成長，圖一是全球太陽能的設置量，2000年太陽能開始發展，2008年時全球的太陽能裝置量開始大幅度成長，去年與今年的太陽能設置量已經達到70 GW以上，而其中大部分的太陽能使用的是矽晶(Crystalline-silicon)型太陽光電模組，其餘則是薄膜型以及聚光型太陽光電模組。圖二是近幾年太陽能市場的產品類別分布，矽晶型太陽光電模組一直有著八成以上的市場占有率，2013年後九成以上的太陽能都是使用矽晶型太陽光電模組，這是因為矽晶型太陽光電產品的技術最成熟，光電轉換效率也比較高，因此長久以來占據市場龍頭寶座。
圖二、2010~2016年太陽能市場分布
台灣在全球是太陽能製造大國，但是由於地理位置的關係，年平均有效日照發電的時間不長，因此太陽能的設置量並不大。圖三是台灣的太陽能累積設置量，直到2016年為止，台灣一共才累積設置了1.3 GW的太陽光電模組，然而，近年來受政策加上反核口號的影響，政府訂出2025年全台將達到20 GW太陽能的政策目標，或許未來台灣太陽能的裝置量將會有大幅度成長。
太陽光電資源化技術與現況
一般的電子產品壽命短，這些產品會在短時間內產生大量的廢棄物，較容易受到人們的注意，也因此會有各種廢棄物的處理技術來因應。反觀太陽光電模組的壽命長達25年，使得產品在製造階段時很少考慮到日後廢棄物如何處理。2000年全球開始了太陽能的安裝，初期每年的安裝量大約在1 GW左右，2007年時安裝量開始大幅度成長。相較起歐美，台灣的太陽能晚了十年才開始發展，目前台灣的累積裝置量為1.34 GW（圖六），未來變成廢棄物換算成重量大約接近10萬公噸，但是由於政策目標是2025年達到20 GW的累積設置量，因此預估未來太陽能模組廢棄物也是有機會達到百萬公噸的等級。
圖六、台灣太陽光電模組累積設置量與未來廢棄物預估量
鋰離子電池材料資源化技術與現況
國際上鋰離子電池的資源化處理方法可分為火法(Pyrometallurgy)與濕法(Hydrometallurgy)兩種。圖十三是比利時Umicore公司的火法處理流程，該方法的優點是不需要將電池做分類，全部混合一起還原成金屬態，可以省略以人工進行電池分類的麻煩，缺點是火法程序的能耗高，碳排放量也驚人。圖十四是國際上另一個常見的濕法回收程序，該方法主要是將電池材料以酸液反應溶解後，再經過萃取/置換/電解還原等步驟回收標的材料。
台灣的鋰離子電池產量與使用量可觀，一年產出約3,300公噸的鋰離子電池，但根據環保署的調查統計資料來看（表一），僅少量廢鋰離子電池有進入到回收處理體系。雖然國內有廢電池的回收處理廠，卻僅針對錳鋅電池及鹼錳電池進行回收處理，多數回收的廢鋰離子電池則採用境外輸出的處理方式。從環保署基管會公告的數據資料顯示（表二），105年的廢電池回收總量為4,128公噸，其中鋰離子電池僅有174公噸，占全部回收乾電池的4%，可見國內鋰離子電池回收體系有待強化，且目前國內還有幾個問題需要受到重視…...以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：王珽玉、林欣蓉／工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」371期，更多資料請見下方附檔。