A nagyobb számban először a kétezres évek elején üzembe álló napelemek átlagos élettartama 25 év, ezért egyelőre még kevés használódott el. Ugyanakkor hamarosan tömegesen érnek az élettartamuk végére ezek a klímaváltozás miatt egyre inkább nélkülözhetetlenné váló, szén-dioxid-kibocsátás nélküli energiatermelésre képes berendezések, ami komoly technológiai kihívás.
Jelenleg ugyanis a napelemeket még elég alacsony hatékonysággal lehet újrahasznosítani. Erre kellene valami megoldást találni pár éven belül, ha el akarjuk kerülni, hogy a bolygót ellepje az elektronikai hulladék, ami az egyre nagyobb számban piacra kerülő napelemek elhasználódása után keletkezik. A Nemzetközi Megújuló Energia Ügynökség előrejelzése szerint
2050-re várhatóan 78 millió tonnányi napelem használódik el, és évente nagyjából 6 millió tonna új elektronikai hulladék keletkezik majd.
A napelemek olyan értékes nyersanyagokat tartalmaznak, mint a szilícium – a jelenlegi napelemek körülbelül 95 százaléka szilíciumalapú – vagy az ezüst, és újrahasznosítás nélkül ezek az anyagok a többi összetevővel együtt a szeméttelepen végzik, ami aligha nevezhető hatékony erőforrás-felhasználásnak. Arról nem is beszélve, hogy a napelemek mérgező anyagokat, például ólmot is tartalmaznak, ami tovább bonyolítja a tárolásukat.
A napelemek újrahasznosítása a világ nagy részében még nincs szabályozva. Egyedül az Európai Unióban kötelezik újrahasznosításra a napelemek tulajdonosait. Japánban, Indiában és Ausztráliában a szabályrendszer kidolgozása folyamatban van, az Egyesült Államokban pedig egyedül Washington államban van szabályozás, más államokban azonban semmi nem kötelezi a felhasználókat a napelemek újrahasznosítására.
A Wirednek nyilatkozó Sam Vanderhoof, egy újrahasznosítással foglalkozó cég, a Recycle PV Solar vezérigazgatójának becslése alapján jelenleg nagyjából a napelemek 10 százalékát hasznosíthatják újra az USA-ban. A maradék vagy szeméttelepeken végzi, a még működő, de már az élethossza vége felé közeledő napelemek között pedig egyre inkább jellemző, hogy ezeket olyan fejlődő országokba exportálják, ahol gyenge a környezetvédelmi szabályozás.
Jelenleg egy átlagos napelem újrahasznosításából kinyert alumíniumért, rézért és üvegért nagyjából 3 dollárt lehet kapni, miközben az Egyesült Államokban Vanderhof becslése alapján az újrahasznosítás költsége 12 és 25 dollár között mozog. A szeméttelepek eközben nagyjából 1 dollárt kérnek egy elhasznált napelem befogadásáért, tehát egyáltalán nem éri meg az újrahasznosítás.
Az újrahasznosításból befolyó bevételt azzal lehetne növelni, ha a napelemek legértékesebb részeit, a szilíciumot és az ezüstöt is hatékonyan ki lehetne nyerni az elhasznált készülékből. Ez a technológia már jelenleg is megvan több cégnél – a francia Veolia és az amerikai Recycle PV Solar is foglalkozik ilyesmivel – azonban az így kinyert anyagok tisztasága még hagy kívánnivalót maga után. A témával foglalkozó kutatók olyan rendszerek kialakításán dolgoznak, amelyek az újrahasznosított anyagok arányát és ezeknek a minőségét is magas szinten garantálnák.
Az újrahasznosítás mellett a kiöregedett napelemek alternatív hasznosítása is komoly potenciált rejt magában: az Európai Unió Körforgásos üzleti modellek a napenergia-iparnak nevű programja több példát is mutat erre, többek között például egy berlini e-bicikli töltőállomást és egy lakásprojektet Belgiumban.
