Uma revisão abrangente sobre fotovoltaicos solares: Navegando por mudanças geracionais, inovações e sustentabilidade

• As recentes inovações em tecnologia solar PV foram revisadas. • Inovações recentes para aprimorar a captação de energia foram exploradas. • O impacto ambiental da energia solar PV foi investigado. • Os processos de reciclagem de diferentes células solares foram examinados. O consumo de combustíveis fósseis apresenta um problema combinado de degradação ambiental e esgotamento dos recursos limitados atuais. Nesse contexto, a tecnologia fotovoltaica solar (PV) fornece um componente fundamental na mudança global para abordar as mudanças climáticas, reduzindo emissões prejudiciais e apoiando alternativas de energia sustentável. Para reconhecer o crescimento dessa tecnologia, este estudo conduz uma investigação e exploração, abrangendo as melhorias recentes na energia solar PV. O artigo fornece uma visão geral abrangente para pesquisadores que buscam um resumo atualizado sobre o estado atual dessa tecnologia. Células tandem de Perovskita/Silício e III-V/Silício atualmente possuem a maior eficiência, com uma conquista recorde de 34,6 % e 36,1 % em pesquisas recentes. Além disso, tanto as células de Perovskita quanto as células tandem exibem o tempo de retorno de energia mais razoável (EPBT) e o custo nivelado de eletricidade (LCOE) em escala de laboratório em comparação com células solares convencionais. Células tandem de Perovskita/Perovskita mostraram o menor LCOE e EPBT entre todos os outros tipos de células, com 0,042/kWh e 0,2 a 0,4 anos, respectivamente. A integração de sistemas bifaciais e de rastreamento tem o potencial de aumentar a produtividade em aproximadamente 30 %, e de 20 a 57 %, respectivamente, dependendo da tecnologia de rastreamento e da localização do estudo. No entanto, o uso de materiais como Pb, Sn, Cd e Te requer gerenciamento cuidadoso devido ao seu potencial efeito prejudicial à saúde humana, especialmente durante processos de reciclagem, descomissionamento e fabricação. Embora as células solares de terceira geração e tandem mostrem grande promessa, elas necessitam de pesquisas adicionais para abordar questões como custo elevado de fabricação, escalabilidade, estabilidade e durabilidade.