Three Terminal Perovskite/Silicon Solar Cell with Bipolar Transistor Architecture

Solar photovoltaic energy is the most prominent candidate to speed up the transition from the existing non-renewable energy system to a more efficient and environmentally friendly one. Currently, silicon cells dominate the photovoltaic market owing to their cost-effectiveness and high efficiency, nowadays approaching the theoretical limit. Higher efficiency can be achieved by tandem devices, where a wide bandgap semiconductor is stacked on top of the silicon cell. Thin-film perovskite technology has emerged as one of the most promising for the development of silicon-based tandems because of the optimal perovskite opto-electronic properties and the fast progress achieved in the last decade. While most of the reported perovskite/silicon tandem devices exploit a two-terminal series connected structure, three-terminal solutions have recently drawn significant attention due to their potential for higher energy yield. In this work, we report for the first time a theoretical study, based on validated optical and electrical simulations, of three-terminal perovskite/silicon solar cells employing a hetero-junction bipolar transistor structure. With respect to other three-terminal tandems proposed so far, the transistor structure can be implemented with rear-contact silicon cells, which are simpler and more common than interdigitated back-contact ones

Conoscenza e struttura del reale nel commento alle categorie di Giovanni Buridano

2010 - 2011Il problema dell’esatta definizione della natura e del valore (ontologico o logico-linguistico) della tavola categoriale aristotelica, fu una delle più interessanti ed importanti cause di sviluppo del pensiero medievale. Da esso, e dal corrispondente problema relativo allo statuto ontologico degli universali e del loro rapporto con gli individui, ebbe storicamente origine l’antitesi tra i due principali indirizzi di pensiero di quel periodo: il realismo ed il nominalismo. Questo schema storiografico, proprio perché più facile da riconoscere delle filosofie che lo hanno ispirato, ha finito per avere una maggiore longevità ed un’influenza pervasiva sullo studio dell’evoluzione storica del pensiero medievale. In tal senso, esso è giunto a trasformarsi in una premessa teorica ineludibile per affrontare lo studio del pensiero dei diversi autori di quel periodo e tentare, in relazione ad essi, una valutazione retroattiva e ragionata dell’efficacia o della sommarietà di questo stesso modulo storico-interpretativo di partenza. Entro tale prospettiva, un caso di rilevante interesse, per il rigore e la modernità degli argomenti trattati, è quello della dottrina categoriale e delle connesse teorie semantiche e gnoseologiche di Giovanni Buridano. Pur essendo conosciuto come una delle figure di spicco del movimento di pensiero nominalista, infatti, Buridano seppe percorrere in maniera originale la strada aperta dal suo illustre predecessore e punto di riferimento teorico Guglielmo di Ockham, che con la sua critica alla metafisica e alla filosofia della natura tradizionali, contribuì in modo decisivo agli sviluppi filosofici che, dalla morente scolastica, porteranno, in seguito, verso l’affermazione della filosofia moderna. Come ben documentato dagli studi di William J. Courtenay ed in particolare dal suo Ockham and Ockhamism, il nominalismo del secolo XIV non può difatti essere ridotto al semplice ockhamismo. In particolare, Buridano, al quale una consolidata tradizione storiografica aveva attribuito un’imprescindibile dipendenza dal pensiero del Venerabilis Inceptor, deve essere considerato come il fautore di un diverso modo di intendere il terminismo logico il cui obiettivo principale era lo sviluppo di una teoria del significato dei termini che permettesse di spiegare il funzionamento del linguaggio a partire dalla riduzione del numero di entità necessarie per farlo. In tal senso, l’opportunità di scardinare un modello interpretativo consolidato nel tempo, come quello della totale dipendenza di Buridano dal suo maestro, è offerta dalla lettura del suo commento alle Categorie di Aristotele, a cui questo lavoro di tesi è principalmente dedicato. Nel tentativo di elaborare un’esegesi coerente del testo aristotelico, infatti, i due autori medievali hanno manifestato i loro differenti approcci all’interpretazione dello statuto ontologico della realtà, modulando in vario modo, all’interno dello stesso indirizzo di pensiero, i medesimi presupposti ontologici e linguistici di partenza. Pertanto, lo scopo immediato del lavoro di tesi proposto sarà quello della lettura e dell’analisi del commento alle Categorie di Buridano, cercando di coglierne sincronicamente gli elementi di novità e distinzione rispetto alla dottrina categoriale di Ockham; mentre invece il fine più generale di esso sarà la collocazione in senso diacronico del pensiero del filosofo piccardo all’interno del panorama filosofico del nominalismo, rispetto al quale offrirà l’occasione di mettere in evidenza l’interna vitalità e la conseguente irriducibilità di esso ad un generico movimento di pensiero. Al di là dello stretto legame con Guglielmo di Ockham - soprattutto per quanto riguarda la costruzione di un’ontologia povera di entità -, ci sono aspetti del pensiero di Buridano, come il modo di intendere le proprietà semantiche dei termini concettuali e le condizioni di verità degli enunciati, su cui le loro posizioni divergono anche in maniera sensibile. I risultati conseguiti da questa ricerca oltre a consentire di dare un senso più preciso all’affermazione della dipendenza di Buridano da Ockham per quanto riguarda l’accettazione dei presupposti teorici a partire dai quali elaborare la teoria dei termini categoriali mostreranno, per mezzo di concrete diversità nella scelta e nella rielaborazione di alcuni classici strumenti semantici come le teorie della supposizione e della predicazione, che il maestro delle arti parigino non sia stato un pensatore poco originale, quanto uno spirito critico che aveva una collocazione precisa nell’ambito della variegata “geografia” filosofica del nominalismo tardo-medievale. Tutto ciò, consentirà infine una valutazione critica degli aspetti più specificamente filosofici delle sue teorie riconducibile al convincimento di natura semantica che non è possibile rinunciare a cercare un fondamento nel reale per le divisioni e catalogazioni del linguaggio, per cui nel mondo extra-mentale vi sono certamente sostanze individuali significate da un particolare punto di vista che coglie un qualche aspetto o modo d’essere accidentale della loro realtà complessiva. Le differenze tra i due maestri, sono riconducibili, come avremo modo di vedere, al convincimento di natura semantica proprio di Buridano che non è possibile rinunciare a cercare un qualche fondamento nel reale per le divisioni e catalogazioni del linguaggio, per cui i diversi punti di vista a partire dai quali denotiamo le sostanze individue connotando qualcosa d’altro, colgono pur sempre un qualche aspetto (o modo d’essere) della loro realtà complessiva, che è poi ciò che vanno a connotare. La tesi, complessivamente strutturata in cinque capitoli, risulta idealmente divisa in due parti: la prima, di carattere più storico, è volta a chiarire i due punti di riferimento dottrinale di Buridano, e cioè il testo e la teoria delle categorie aristotelica e l’intepretazione che ne diede Ockham; la seconda, invece, è dedicata ad uno specifico approfondimento della teoria semantica dei termini e della predicazione di Buridano, vista nel suo contesto gnoseologico, e all’analisi testuale delle Quaestiones in praedicamenta del maestro piccardo. Nello specifico, il primo capitolo propone una breve analisi del trattato aristotelico fatta alla luce delle acquisizioni storiografiche più recenti, ma al fine di chiarire la problematicità e la complessità del testo, visto come aperto alla molteplicità di interpretazioni che nel corso della tarda antichità e nel medioevo ne sono state date. Il secondo capitolo, invece, è dedicato ad una presentazione della dottrina categoriale elaborata da Ockham, inserita nel contesto generale della sua logica dei termini. Nel rifiutare la tendenza dei vari commentatori antichi e medievali a sublimare i significati in referenti che, dal punto di vista categoriale, individuano le cose significate dalle voci e non i nomi ed i concetti attraverso i quali ci riferiamo ad esse, Ockham elabora il primo esempio di un’esegesi esclusivamente logica delle Categorie. L’idea che guida il Venerabilis Inceptor in questa scelta interpretativa consiste, fondamentalmente, nel negare che la nostra conoscenza delle cose debba essere garantita dal valore ontologico degli universali e delle categorie. Per garantire il valore della nostra conoscenza è infatti sufficiente, per Ockham, riuscire a spiegare come il linguaggio possa vertere sul reale senza per questo rispecchiarne analiticamente elementi e strutture. Particolare attenzione è stata perciò riservata alle opere principali di Ockham su questo argomento, come la prima e la seconda parte della Summa logicae e la Expositio in librum Praedicamentorum. La seconda (ideale) sezione, la più cospicua, concerne lo sviluppo della dottrina categoriale di Buridano, incentrata in modo particolare sul ruolo della semantica dei concetti per una corretta classificazione dei termini. Buridano, come Ockham, sostiene una forma di nominalismo nella quale l’esigenza di considerare il linguaggio nei suoi rapporti con il pensiero e con le cose deve essere coniugata ad una ferma presa di distanza dal realismo rigidamente corrispondentista difeso da diversi filosofi del XIII secolo, come ad esempio Duns Scoto. Anche il maestro parigino, infatti, parla delle categorie come di classi particolari di termini (più esattamente, per le categorie degli accidenti, di termini connotativi), distinte le une dalle altre per la loro differente capacità semantica. Nel suo commento alle Categorie, però, Buridano ripropone, staccandosi da Ockham, la cosiddetta “via boeziana” ossia l’idea che i segni linguistici significhino anzitutto i concetti e solo secondariamente le cose. Nella tesi si mostrerà pertanto come Buridano, fedele al pensiero di Boezio, optò per questa via e derivò da questa scelta un’originale interpretazione delle Categorie di Aristotele nell’ambito della corrente nominalista alla quale storicamente appartenne. Difatti, dalla scelta di attenersi alla tradizione classica e di far corrispondere ai nomi i concetti (e poi le cose), derivano due dei temi cardine su cui il maestro piccardo fonda la sua interpretazione della tavola categoriale: 1) quello del numero dei suoi settori (sufficientia praedicamentorum); 2) e quello della sua portata ontologica. Rispetto al primo punto, per Buridano, le categorie corrispondono al numero di tipi di concetti comuni con i quali apprendiamo tutto ciò che può essere predicato, direttamente o indirettamente, delle sostanze prime. Per il filosofo francese, dunque, le categorie non servono a classificare né le cose né i nomi, ma le diverse modalità (o punti di vista) attraverso le quali apprendiamo e poi significhiamo le realtà sostanziali. E’ solo in funzione del nostro modo di rivolgerci intenzionalmente alle sostanze particolari, infatti, che i termini possono essere classificati come connotativi o non connotativi, a seconda che servano a significare ciò che accade d’essere alle sostanze o a denotare la loro costitutiva assolutezza ontologica. In questo riferimento ad aspetti (seppure contingenti) della realtà delle sostanze individue, consiste la maggiore apertura di Buridano (rispetto ad Ockham) nei confronti del realismo: la diversità delle categorie non dipende, per lui, soltanto dalla diversità dei modi di concepire le sostanze particolari, poiché il nostro processo gnoseologico coglie pur sempre una effettiva complessità di aspetti, secondari ma reali, delle cose esistenti. Per meglio chiarire il duplice aspetto di intellezione e significazione della realtà sostanziale da parte delle categorie, il capitolo finale, dedicato all’esame delle Quaestiones in praedicamenta, è stato fatto precedere da un capitolo dedicato alla semantica dei termini e da uno dedicato alla teoria della conoscenza, nel quale vengono analizzate alcune tra le questioni principali dei vari commenti al De anima di Buridano. Seguendo la strada già indicata da Boezio il quale riteneva che l’intentio delle Categorie fosse quella di parlare delle voci significative in quanto tali, e quindi indirettamente anche di ciò che i termini significano, Buridano oltre a riaffermare l’esistenza di una relazione molto stretta tra termini (vocali o scritti) e concetti a cui essi rinviano, ha premura di mettere l’accento sulle diverse forme di corrispondenza dei concetti alla realtà esterna (res extra). Per il maestro del Collège de Navarre, il discorso categoriale non deve concentrarsi solo sui segni considerati di per se stessi, ignorando la realtà che ad essi corrisponde, ma conservando al reale il luogo di referente di ogni atto di intellezione e di significazione, mettere in evidenza la natura semantica dei segni linguistici di cui la conoscenza si serve per render conto ed interpretare i modi d’essere delle cose a cui essa è rivolta (e da ciò mi sembra derivi la concezione estensionale distributiva degli universali in rapporto ai particolari). A completare il lavoro, nelle conclusioni finali, viene data una valutazione complessiva della dottrina categoriale di Buridano, vista nel suo rapporto di analogia e originalità con quella di Ockham. [a cura dell'autore]X n.s

Progress, highlights and perspectives on NiO in perovskite photovoltaics

The power conversion efficiency of NiO based perovskite solar cells has recently hit a record 22.1%. Here, the main advances are reviewed and the role of NiO in the next breakthroughs is discussed

dunuen a user friendly formal verification tool

Abstract Formal verification allows checking the design and the behaviour of a system. One of the main limitations to the adoption of formal verification techniques is the process of model creation using specification languages. For this reason a tool supporting this activity is necessary. Actually, there are several tools allowing analysts to verify models expressed into specification languages. These tools provide support for automatically checking whether a system satisfies a property. However, to use such tools it is important to deeply know a precise notation for defining a system, i.e., the Calculus of Communicating Systems. Since systems are often expressed as time-series, to overcome this problem, we provide an user-friendly tool able to automatically generate a system model starting from the CSV - Comma-Separated Values format (the most widespread format considered to release dataset). In this way we hide the details about the model construction form the analyst, which can only focus immediately on the properties to verify. We introduce Dunuen, a tool allowing the user to firstly perform a kind of pre-processing operation starting from a CSV file, as discretization or removing attributes; subsequently it automatically creates a formal model from the pre-processed CSV file and, by invoking the model checker we embedded in Dunuen, it finally verifies whether the generated model satisfies a property expressed in temporal logic through a graphic interface, proposing formal methods as an alternative to machine learning for classification tasks

Automatic Support for Verification of Secure Transactions in Distributed Environment using Symbolic Model Checking

Electronic commerce needs the aid of software tools to check the validity of business processes in order to fully automate the exchange of information through the network. Symbolic model checking has been used to formally verify specifications of secure transactions in a system for business-to-business applications. The fundamental principles behind symbolic model checking are presented along with techniques used to model mutual exclusion of processes and atomic transactions. The computational resources required to check the example process are presented, and the faults are detected through symbolic verification

Pure-Past Linear Temporal and Dynamic Logic on Finite Traces

LTLf and LDLf are well-known logics on finite traces. We review PLTLf and PLDLf, their pure- past versions. These are interpreted backward from the end of the trace towards the beginning. Because of this, we can exploit a foundational result on reverse languages to get an exponential improvement, wrt LTLf /LDLf, in computing the corresponding DFA. This exponential improvement is reflected in several forms sequential decision making involving temporal specifications, such as planning and decision problems in non-deterministic and non-Markovian domains. Interestingly, PLTLf (resp. PLDLf ) has the same expressive power as LTLf (resp. LDLf ), but transforming a PLTLf (resp. PLDLf ) formula into its equivalent in LTLf (resp. LDLf ) is quite expensive. Hence, to take advantage of the exponential improvement, properties of interest must be directly expressed in PLTLf /PLTLf

Genome-Scale Mining of Acetogens of the Genus Clostridium Unveils Distinctive Traits in [FeFe]- and [NiFe]-Hydrogenase Content and Maturation

Mastering hydrogen metabolism can support a sustainable carbon-neutral economy. Of the many microorganisms metabolizing hydrogen, acetogens of the genus Clostridium are appealing, with some of them already in usage as industrial workhorses.Knowledge of the organizational and functional properties of hydrogen metabolism is pivotal to the construction of a framework supportive of a hydrogen-fueled low-carbon economy. Hydrogen metabolism relies on the mechanism of action of hydrogenases. In this study, we investigated the genomes of several industrially relevant acetogens of the genus Clostridium (C. autoethanogenum, C. ljungdahlii, C. carboxidivorans, C. drakei, C. scatologenes, C. coskatii, C. ragsdalei, C. sp. AWRP) to systematically identify their intriguingly diversified hydrogenases' repertoire. An entirely computational annotation pipeline unveiled common and strain-specific traits in the functional content of [NiFe]- and [FeFe]-hydrogenases. Hydrogenases were identified and categorized into functionally distinct classes by the combination of sequence homology, with respect to a database of curated nonredundant hydrogenases, with the analysis of sequence patterns characteristic of the mode of action of [FeFe]- and [NiFe]-hydrogenases. The inspection of the genes in the neighborhood of the catalytic subunits unveiled a wide agreement between their genomic arrangement and the gene organization templates previously developed for the predicted hydrogenase classes. Subunits' characterization of the identified hydrogenases allowed us to glean some insights on the redox cofactor-binding determinants in the diaphorase subunits of the electron-bifurcating [FeFe]-hydrogenases. Finally, the reliability of the inferred hydrogenases was corroborated by the punctual analysis of the maturation proteins necessary for the biosynthesis of [NiFe]- and [FeFe]-hydrogenases. IMPORTANCE Mastering hydrogen metabolism can support a sustainable carbon-neutral economy. Of the many microorganisms metabolizing hydrogen, acetogens of the genus Clostridium are appealing, with some of them already in usage as industrial workhorses. Having provided detailed information on the hydrogenase content of an unprecedented number of clostridial acetogens at the gene level, our study represents a valuable knowledge base to deepen our understanding of hydrogenases' functional specificity and/or redundancy and to develop a large array of biotechnological processes. We also believe our study could serve as a basis for future strain-engineering approaches, acting at the hydrogenases' level or at the level of their maturation proteins. On the other side, the wealth of functional elements discussed in relation to the identified hydrogenases is worthy of further investigation by biochemical and structural studies to ultimately lead to the usage of these enzymes as valuable catalysts

Cardiovascular Responses to Simultaneous Diving and Muscle Metaboreflex Activation

Background: The aim of study was to assess hemodynamic changes during the simultaneous activation of muscle metaboreflex (MM) and diving reflex (DR) in a laboratory setting. We hypothesized that as long as the exercise intensity is mild DR can overwhelm the MM. Methods: Ten trained divers underwent all four phases (randomly assigned) of the following protocol. (A) Postexercise muscle ischemia session (PEMI): 3 min of resting followed by 3 min of handgrip at 30% of maximum force, followed immediately by 3 min of PEMI on the same arm induced by inflating a sphygmomanometer. Three minutes of recovery was further allowed after the cuff was deflated for a total of 6 min of recovery. (B) Control exercise recovery session: the same rest-exercise protocol used for A followed by 6 min of recovery without inflation. (C) DR session: the same rest-exercise protocol used for A followed by 1 min of breath-hold (BH) with face immersion in cold water. (D) PEMI-DR session: the same protocol used for A with 60 s of BH with face immersion in cold water during the first minute of PEMI. Stroke volume (SV), heart rate (HR), and cardiac output (CO) were collected by means of an impedance method. Results: At the end of apnea, HR was decreased in condition C and D with respect to A (−40.8 and −40.3%, respectively vs. −9.1%; p < 0.05). Since SV increase was less pronounced at the same time point (C = +32.4 and D = +21.7% vs. A = +6.0; p < 0.05), CO significantly decreased during C and D with respect to A (−23 and −29.0 vs. −1.4%, respectively; p < 0.05). Conclusion: Results addressed the hypothesis that DR overcame the MM in our setting