Efficiency limits for silicon/perovskite tandem solar cells: a theoretical model

The primary goal of this work is related to the extension of an analytic electro-optical model. It will be used to describe single-junction crystalline silicon solar cells and a silicon/perovskite tandem solar cell in the presence of light-trapping in order to calculate efficiency limits for such a device. In particular, our tandem system is composed by crystalline silicon and a perovskite structure material: metilammoniumleadtriiodide (MALI). Perovskite are among the most convenient materials for photovoltaics thanks to their reduced cost and increasing efficiencies. Solar cell efficiencies of devices using these materials increased from 3.8% in 2009 to a certified 20.1% in 2014 making this the fastest-advancing solar technology to date. Moreover, texturization increases the amount of light which can be absorbed through an active layer. Using Green’s formalism it is possible to calculate the photogeneration rate of a single-layer structure with Lambertian light trapping analytically. In this work we go further: we study the optical coupling between the two cells in our tandem system in order to calculate the photogeneration rate of the whole structure. We also model the electronic part of such a device by considering the perovskite top cell as an ideal diode and solving the drift-diffusion equation with appropriate boundary conditions for the silicon bottom cell. We have a four terminal structure, so our tandem system is totally unconstrained. Then we calculate the efficiency limits of our tandem including several recombination mechanisms such as Auger, SRH and surface recombination. We focus also on the dependence of the results on the band gap of the perovskite and we calculare an optimal band gap to optimize the tandem efficiency. The whole work has been continuously supported by a numerical validation of out analytic model against Silvaco ATLAS which solves drift-diffusion equations using a finite elements method. Our goal is to develop a simpler and cheaper, but accurate model to study such devices.

Incidenza della qualità del latte nella produzione lattiero-casearia di Squacquerone di Romagna DOP

San Patrignano non rappresenta solo una comunità di recupero, ma anche un'azienda agricola che, al suo interno, vede realizzata l'intera filiera di produzione e lavorazione del latte vaccino. Uno dei prodotti di spicco, di grande importanza per l'economia locale, è certamente lo Squacquerone di Romagna Dop, un formaggio fresco, caratterizzato da particolari parametri chimico-fisici ed organolettici strettamente correlati al territorio d'origine. La ricerca, svoltasi in un periodo di dodici mesi, ha permesso di raccogliere un cospicuo quantitativo di dati, con l'obiettivo di valutare la qualità igienica, la sicurezza e la relazione con la materia prima utilizzata per la caseificazione. Le analisi sono state svolte secondo uno specifico piano di campionamento mensile, che prevedeva sia la determinazione della qualità microbiologica del latte utilizzato, prima e dopo la fase preliminare di pastorizzazione, sia la determinazione dei principali agenti degradativi e patogeni nel prodotto finito. Si sono volute evidenziare eventuali differenze in rapporto al periodo di raccolta del latte ed eventuali ripercussioni sulla qualità finale dello Squacquerone DOP. I risultati testimoniano l'ottima qualità del latte ottenuto dalle bovine presso la stalla San Patrignano, anche in relazione alla stagionalità. A conferma di ciò, la sporadica presenza di batteri degradativi, non in grado di influenzare in modo significativo la shelf life del prodotto Squacquerone, e l'assenza continuativa di batteri patogeni. Inoltre, i dati raccolti, in un'ottica di controllo qualità dell’azienda agricola, supportano l'identificazione dei punti critici del processo di produzione.

Corpora e traduzione editoriale: Il fantasy di terry pratchett

In questo elaborato vengono presentate la traduzione di un estratto di un romanzo di Terry Pratchett, The fifth elephant, e l’analisi di questa traduzione, realizzata con l’aiuto di un corpus costruito ad hoc per questa ricerca. Nel corpus sono state inserite le traduzioni italiane di otto romanzi differenti, scritti dallo stesso autore, Terry Pratchett, e tradotti da tre traduttrici professioniste. Questo corpus è stato ideato appositamente per coadiuvare il processo di traduzione dell’estratto e per esemplificare un metodo di analisi del lavoro di traduttori professionisti. Questo tipo di analisi, nota come translational stylistics, ha lo scopo di identificare le differenze esistenti a livello stilistico tra i traduttori, cercando nello specifico quegli elementi che permettano di identificare e distinguere tra loro i lavori di un determinato traduttore da quelli di un altro, a prescindere dal testo di partenza. Questo elaborato si apre con la descrizione tecnica di un corpus, spiegandone gli utilizzi nel campo della ricerca e i metodi di costruzione. In seguito viene fornita una panoramica dell’autore e delle sue opere, e vengono fornite informazioni sulle traduzioni in italiano di questi romanzi e sulle traduttrici che le hanno elaborate. Viene quindi presentata la traduzione dell’estratto, seguita da un’analisi dei problemi traduttivi affrontati durante il processo di traduzione e di come il corpus abbia aiutato a risolvere e superare queste difficoltà. Infine viene presentato uno studio di caso sulla translational stylistics che mostra le differenze a livello di stile esistenti tra i lavori di traduttori diversi.

La traduzione per l'infanzia in Italia: le traduzioni de "The Secret Garden" (1921-2013)

Questa tesi si concentra sulle traduzioni italiane del classico in lingua inglese The Secret Garden (1911) di Frances Hodgson Burnett, con particolare attenzione all'uso della lingua e all'evoluzione della prassi traduttiva. Nella prima parte di questa tesi ho approfondito temi di natura teorica, quali la sfuggente e complessa definizione di letteratura per l'infanzia, la sua duplice appartenenza al sistema letterario e a quello pedagogico, e le peculiarità della sua traduzione. Inoltre ho presentato un excursus sulla storia di questo genere letterario, con particolare attenzione alla scena italiana e all'opera di propagazione della lingua portata avanti dai libri per ragazzi. Tali basi teoriche sono state necessarie allo scopo di inquadrare il romanzo in una cornice definita e utile in riferimento all'analisi e alla comparazione delle sue traduzioni. Il corpus delle traduzioni scelte consiste nei lavori di: Maria Ettlinger Fano (1921), Angela Restelli Fondelli (1956), F. Ghidoni (1973), Giorgio van Straten (1992) e Beatrice Masini (2013). Di ciascuna opera ho dato una descrizione generale, per poi concentrarmi sugli snodi traduttivi principali: da un lato i problemi di mediazione culturale come l'onomastica, i cibi, le lingue non standard nel testo originale, la religione e così via; dall'altro le soluzioni linguistiche adottate. Al fine di presentare e comparare questi parametri, ho portato a supporto i passaggi delle diverse traduzioni significativi in tal senso. Ho concluso con alcune considerazioni finali sull'evoluzione delle traduzioni italiane di The Secret Garden, viste attraverso l'ottica del rapporto fra adulti (traduttore, editore, educatori, genitori...) e lettore bambino.

Suasa senonum. Progetto per un nuovo parco archeologico

Il sito archeologico di Suasa è stato oggetto di una lunga campagna di scavi iniziata negli anni sessanta, che ha portato alla pubblicazione di diversi saggi e ha stimolato l’attenzione di numerosi studiosi nel corso degli ultimi anni. Questo interesse, però, rimane un fenomeno ristretto agli addetti al settore e non vede una vera riflessione sul piano turistico. Suasa, infatti, rimane un gioiello culturale scarsamente conosciuto nel territorio ed escluso dai principali percorsi turistici. Il primo obiettivo del nostro intervento è quello di porre l’attenzione su un’area di così grande interesse e avvicinare le persone, esperti di storia e non, all’antica città, in modo che questa possa acquisire una nuova vita e ritrovare una sua valenza nel territorio. Il primo passo in questa direzione è stato quello di mettere in relazione il parco archeologico con gli altri siti archeologici della zona inserendolo in un sistema di offerta culturale volto all’esplorazione e all’approfondimento del territorio marchigiano e della sua storia. La posizione di Suasa sul fiume Cesano, inoltre, risulta particolarmente favorevole ad una integrazione dell’area con i percorsi cicloturistici, in quanto fornisce la possibilità di creare un parco fluviale di supporto a queste nuove tratte di collegamento, così come alle esistenti, andando ad aggiungere valore all’area. Questo elemento risulterà un fattore chiave per la collocazione e la definizione del visitor center del parco archeologico, il quale fa del rapporto tra il sito archeologico e il territorio il suo punto fondante. L’organizzazione del parco richiama quella che era l’organizzazione della città romana, cercando di restituire al visitatore non tanto l’immagine precisa di una ricostruzione, ma la logica e la successione degli spazi che l’impianto urbano poteva assumere. Gli interventi sulle emergenze, quindi, sono realizzati seguendo una coerenza progettuale e materica volta a minimizzare l’impatto sull’archeologia e nel contesto.

Milano. Un progetto per il riassetto urbano dell'area piazza d'armi. Architetture per la città storica.

Intervenire su un sistema urbano che si fa portatore di storia e tradizioni complesse, nel tentativo di addurvi una risoluzione attraverso la costruzione logica del luogo, comporta l’imparare a leggere tra le sfumature di quei fatti da cui, quel luogo, è stato plasmato. Fatti passati o attuali, le cui potenzialità, forma e struttura offrono delle modalità di comprendere lo spazio della città, fissando gli eventi che hanno segnato le sue vicende architettoniche. L’atto progettuale trae origine dalla volontà di assolvere a necessità e bisogni espressi dalla città, pensando la vicenda architettonica come un momento di riflessione, cercando un equilibrio nella dinamica urbana tra la città in continua evoluzione ed il sistema progettuale fissato.

Smart texile: biosensori elettronici indossabili

In questo lavoro verra presentata la realizzazione e la caratterizzazione di transistor organici basati su un polimero conduttore, il poli(3,4-etilenediossitiofene) polistirene sulfonato, o PEDOT:PSS. Tali transistor rientrano nella categoria degli OECT o transistor elettrochimici organici e hanno la capacita di poter rilevare ed analizzare sostanze chimiche di diverso genere presenti in soluzione. I dispositivi implementati in questa tesi sono stati ottenuti tramite la deposizione del materiale organico conduttivo su substrato tessile al fine di creare un device completamente integrabile in un capo di abbigliamento o in un qualsiasi utilizzo in campo tessile. In particolare questi transistor sono stati studiati per la rilevazione di sostanze quali acido ascorbico, dopamina e adrenalina. Gli ultimi due analiti sono di importanza particolare poiche facenti parte della famiglia dei neurotrasmettitori. Inoltre in questa tesi sono stati creati fili di cotone conduttivi, sempre tramite l'utilizzo di PEDOT:PSS. Tali fili infatti sono risultati ottimi candidati per il trasporto di un segnale elettrico e per questo sono stati implementati nella costruzione di un OECT. La realizzazione dei fili conduttivi potra permettere un ulteriore avanzamento nella completa integrabilita dell'elettronica con il settore tessile. Una peculiarita aggiuntiva di questo lavoro e stata quella di utilizzare il sudore artificiale come elettrolita, oltre al normale PBS che costituisce ormai uno standard in questo tipo di ricerche. L'utilizzo del sudore artificiale rientra nell'ottica futura di un utilizzo di questi sensori come rilevatori di sostanze chimiche emesse dal corpo umano sfruttabili diversi ambiti, ovvero dall'attivita sportiva alla prevenzione, in ambito medico, di diverse malattie.

In-situ detection of defect formation in organic flexible electronics by Kelvin Probe Force Microscopy

Organic semiconductor technology has attracted considerable research interest in view of its great promise for large area, lightweight, and flexible electronics applications. Owing to their advantages in processing and unique physical properties, organic semiconductors can bring exciting new opportunities for broad-impact applications requiring large area coverage, mechanical flexibility, low-temperature processing, and low cost. In order to achieve highly flexible device architecture it is crucial to understand on a microscopic scale how mechanical deformation affects the electrical performance of organic thin film devices. Towards this aim, I established in this thesis the experimental technique of Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM) as a tool to investigate the morphology and the surface potential of organic semiconducting thin films under mechanical strain. KPFM has been employed to investigate the strain response of two different Organic Thin Film Transistor with active layer made by 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)-pentacene (TIPS-Pentacene), and Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT). The results show that this technique allows to investigate on a microscopic scale failure of flexible TFT with this kind of materials during bending. I find that the abrupt reduction of TIPS-pentacene device performance at critical bending radii is related to the formation of nano-cracks in the microcrystal morphology, easily identified due to the abrupt variation in surface potential caused by local increase in resistance. Numerical simulation of the bending mechanics of the transistor structure further identifies the mechanical strain exerted on the TIPS-pentacene micro-crystals as the fundamental origin of fracture. Instead for P3HT based transistors no significant reduction in electrical performance is observed during bending. This finding is attributed to the amorphous nature of the polymer giving rise to an elastic response without the occurrence of crack formation.

Transistor elettrochimici organici per biosensoristica

I transistor elettrochimici a base organica (OECT) hanno attratto sempre maggior interesse e sono oggetto di molti studi dagli anni '70 no ai nostri giorni. Questo lavoro di tesi ha come oggetto la realizzazione e la caratterizzazione di OECT a base di poli(3,4-etilen-diossi-tiofene) complessato con l'acido stirensolfonico (PSS). Questi dispositivi sono stati costruiti utilizzando solamente semiconduttori organici come materiali conduttivi ovvero senza l'uso di metalli, quindi risultano essere biocompatibili, economici e di semplice realizzazione. Questo tipo di sensori presenta un elevata sensibilità agli analiti e necessita di un'elettronica di controllo molto più semplice rispetto a metodi elettrochimici tradizionali che utilizzano un potenziostato ed un elettrodo di riferimento. Sono state studiate diverse geometrie e spessori di polimero depositato per ottimizzare le condizioni di lavoro per avere alta sensibilità e guadagno in corrente attraverso l'uso di misure di corrente di drain in funzione del tempo con aggiunte successive di analita. Questi dispositivi sono stati utilizzati come sensori di analiti quali la dopamina, l'acido ascorbico e l'acido urico. Attraverso scansioni in transcaratteristica, si è studiata la risposta dei transistor relativa agli analiti ed attraverso lo studio della transconduttanza si è ottenuta una nuova metodologia di lavoro in grado di separare i contributi relativi ai vari composti. Inoltre, in questa modalità, è stato possibile ottenere una selettività dei sensori ai vari analiti, problema principale dell'utilizzo di transistor elettrochimici, ed attraverso la modulazione della velocità di scansione dello strumento, è stata ottenuta una risposta alla sola dopamina, analita di maggior interesse per applicazioni biosensoristiche. In conclusione si può affermare che questo tipo di dispositivo possiede ottime proprietà e caratteristiche per ulteriori studi e sviluppi in applicazioni reali.

Fabrication of high-k dielectric thin films for spintronics

Lo scopo di questa tesi è la fabbricazione di ossidi complessi aventi struttura perovskitica, per mezzo della tecnica Channel Spark Ablation (CSA). Più precisamente sono stati depositati film sottili di manganite (LSMO), SrTiO3 (STO) e NdGaO3 (NGO). Inoltre nel laboratorio ospite è stata effettuata la caratterizzazione elettrica e dielettrica (spettroscopia di impedenza), mentre per l'analisi strutturale e chimica ci si è avvalsi di collaborazioni. Sono stati fabbricati dispositivi LSMO/STO/Co e se ne è studiato il comportamento magnetoresistivo e la bistabilità elettrica a seconda del carattere epitassiale od amorfo dell'STO. I risultati più promettenti sono stati ottenuti con STO amorfo. Sono stati costruiti diversi set di condensatori nella configurazione Metallo/Isolante/Semiconduttore (MIS), con M=Au, I=STO o NGO ed S=Nb:STO, allo scopo di indagare la dipendenza delle proprietà dielettriche ed isolanti dai parametri di crescita. In particolare ci si è concentrati sulla temperatura di deposizione e, nel caso dei film di STO, anche sulla dipendenza della costante dielettrica dallo spessore del film. Come ci si aspettava, la costante dielettrica relativa dei film di STO (65 per un film spesso 40 nm e 175 per uno di 170 nm) si è rivelata maggiore di quella dei film di NGO per i quali abbiamo ottenuto un valore di 20, che coincide con il valore del bulk. Nonostante l'elevata capacità per unità di area ottenibile con l'STO, la costante dielettrica di questo materiale risulta fortemente dipendente dallo spessore del film. Un ulteriore aspetto critico relativo all'STO è dato dal livello di ossidazione del film: le vacanze di ossigeno, infatti, possono ridurre la resistività dell'STO (nominalmente molto elevata), ed aumentarne la corrente di perdita. Al contrario l'NGO è meno sensibile ai processi tecnologici e, allo stesso tempo, ha un valore di costante dielettrica più alto rispetto ad un tipico dielettrico come l'ossido di silicio.

Empowerment del cittadino/paziente: realizzazione di un’applicazione di telemedicina per una migliore qualità di vita

Il progetto di tesi ha il compito di far comunicare un device mobile con un apparato elettromedicale tramite tecnologia bluetooth low energy. Il paziente ha a disposizione questo apparato per misurarsi l'elettrocardiogramma autonomamente e poi, tramite l'uso dell'app, vengono mostrati i risultati ottenuti dalla misurazione. Una volta inviati i dati dal dispositivo elettromedicale all'app, questi vengono anche inoltrati a un server dove saranno sottoposti a controlli, da parte del medico curante.

Studio di fotoconducibilità di cristalli di TIPS-pentacene

I semiconduttori organici presentano proprietà che consentono la produzione di dispositivi impensabili fino a pochi anni fa: sono flessibili, leggeri e robusti, ed inoltre facili ed economici da depositare. La loro capacità di rivelare direttamente la radiazione ionizzante, convertendola in segnale elettrico, li pone come ottimi candidati per una nuova generazione di rivelatori a stato solido per raggi X, utilizzabili in situazioni e luoghi prima inaccessibili a quelli inorganici, o addirittura comodamente indossabili. Tuttavia i fenomeni di fotogenerazione e raccolta di carica in questi materiali non sono ancora completamente compresi. Ottimali per lo studio di queste ed altre proprietà intrinseche sono le forme di impacchettamento a cristallo singolo. Questa tesi analizza e confronta i segnali elettrici di campioni di cristalli singoli di TIPS-pentacene quando esposti a flussi crescenti di radiazione visibile e di raggi X a diversi voltaggi, proponendo dei modelli per la loro interpretazione. Viene inoltre riportato un confronto con le stesse misure effettuate su un campione dello stesso materiale in forma di film sottile.