Στην παρούσα διπλωματική εργασία εστιάσαμε στην ανάλυση των φωτοβολταϊκών παραμέτρων άμορφου πυριτίου (a-Si) και συγκεκριμένα στην παρουσίαση και την ανάλυση του πλαισίου Scott Solar ASi-F 32/12. Οι μετρήσεις λάβανε μέρος στο Πανεπιστήμιο Πατρών το έτος 2011. Ειδικότερα, οι μετρήσεις που πήραμε ήταν η τάση του φωτοβολταικού πλαισίου άμορφου πυριτίου, το ρεύμα, η ηλιακή ακτινοβολία, η θερμοκρασία περιβάλλοντος και πλαισίου ανά τακτά χρονικά διαστήματα στη διάρκεια μιας μέρας και σε διαφορετικές καιρικές συνθήκες στη διάρκεια του χρόνου. Το πλαίσιο είχε τοποθετηθεί σε σταθερό στήριγμα σε γωνία 38ο, ίση δηλαδή με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου. Από τις μετρήσεις που λάβαμε ήμασταν σε θέση να εξάγουμε συμπεράσματα και γραφικές παραστάσεις για τις φωτοβολταϊκές παραμέτρους του πλαισίου όπως ρεύματος τάσης (I-V), μέγιστης ισχύς και ακτινοβολίας, συντελεστή πλήρωσης ff και συντελεστή απόδοσης με θερμοκρασία. Για να γίνει πιο ολοκληρωμένη και κατανοητή η ανάλυση των φωτοβολταϊκών παραμέτρων αλλά και οι αιτίες για τις οποίες αναπτύχτηκαν οι φωτοβολταϊκές τεχνολογίες, απαιτήθηκε η παρουσίαση και άλλων κεφαλαίων ξεκινώντας από το γενικό και φτάνοντας στο ειδικό. Η διπλωματική αυτή εργασία ξεκινά με τον ορισμό της ενέργειας και παρουσιάζει όλες τις μορφές και τις πηγές της. Γίνεται μια πιο εκτενής αναφορά στις ανανεώσιμές πηγές ενέργειας, ποιες είναι και τι πλεονεκτήματα έχουν. Στη συνέχεια παρουσιάζονται υλικά και δομές αυτών τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικών διατάξεων. Επιπρόσθετα, παρουσιάζονται τύποι ημιαγωγών οι οποίοι αποτελούν το θεμέλιο λίθο της μικροηλεκτρονικής και της νανοηλεκτονικής και εφαρμογές αυτών των ημιαγωγών. Προχωρώντας στο επόμενο κεφάλαιο μπαίνουμε ακόμα πιο ειδικά στις εφαρμογές των υλικών - πάντα με γνώμονα την ενεργειακή τους ιδιότητα – και παρουσιάζουμε το φωτοβολταϊκό πλαίσιο, τη δομή του και τα είδη των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Το κεφάλαιο αυτό ολοκληρώνεται με την παρουσίαση και τον ορισμό των ηλεκτρικών και φωτοβολταϊκών χαρακτηριστικών των στοιχείων. Τέλος, γίνεται η παρουσίαση των μετρήσεων στο πλαισίου αμόρφου πυριτίου, η ανάλυση των φωτοβολταϊκών χαρακτηριστικών του, η σύγκριση μέσω προσομοίωσης σε μέσες καιρικές συνθήκες 20αετίας και το πρακτικό αποτέλεσμα όλων των μετρήσεων που είναι η παραχθείσα ενέργεια από το πλαίσιο στο διάστημα της μελέτης μας. / In this thesis we focused on the analysis of photovoltaic parameters of amorphous silicon (a-Si) and specifically in the presentation and analysis of the context Scott Solar ASi-F 32/12. The measurements took part in the University of Patras in 2011. Specifically , the measurements we got were the voltage of amorphous silicon photovoltaic modules , current, solar radiation, temperature and frame at regular intervals during a day and in different weather conditions during the year . The frame was placed in the anchor at an angle of 38 ° , ie equal to the latitude of the place . From the measurements we were able to draw conclusions and graphs for the photovoltaic parameters of the frame as current -voltage (IV), maximum power and radiation , fill factor ff and temperature coefficient performance . To make it more complete and comprehensive analysis of the photovoltaic parameters and the causes for which thrived photovoltaic technologies required the presentation and other chapters starting and reaching the general to the specific. This thesis begins with the definition of energy and present all forms and sources . It is a more extensive report on renewable energy , what is and what advantages they have. The following are materials and structures thereof which can be used in applications of electromagnetic devices. In addition , semiconductor types are presented which are the foundation of microelectronics and nanoelektonics and applications of semiconductors . Moving on to the next chapter we get even more specific applications of materials - always with energy capacity - and present the photovoltaic panel , structure and types of photovoltaic modules . This chapter concludes with the presentation and definition of electrical and photovoltaic characteristics of the data . Finally , we present the measurement framework amorphous silicon analysis of photovoltaic characteristics of the comparison by simulation 20aetias average weather conditions and the practical result of all measurements is the energy from the context in time of our study .

Τα αποτελέσματα ποικίλων δόσεων ακτινών Χ στην κυτταρική απόπτωση, τον πολλαπλασιασμό, την έκφραση του υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR) και των μεταλλοπρωτεϊνασών-2 (MMP-2), μελετήθηκαν σε δύο κυτταρικές σειρές ανθρώπινου γλοιοβλαστώματος. Μέθοδος: Οι κυτταρικές σειρές LN18 και M059K ακτινοβολήθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου με δόσεις κυμαινόμενες από 0,5 έως 15 Gy με τη χρήση πηγής 6 MV. Η απόπτωση μελετήθηκε με τη μέθοδο annexin V, ο πολλαπλασιασμός με τη μέθοδο MTT (methyl tetrazolium) και η έκκριση των MMP-2 με ζυμογράφημα. H καταγραφή των επιπέδων του φωσφοριωμένου EGFR έγινε με ELISA. Αποτελέσματα: Ο κυτταρικός πολλαπλασιασμός ανεστάλη με δόσο-εξαρτώμενο τρόπο ενώ η απόπτωση αυξήθηκε σημαντικά μετά την ακτινοβολία. Σε δόσεις μικρότερες των 2 Gy δεν καταγράφηκε καμία μεταβολή στην απόπτωση και τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Τα επίπεδα των MMP-2 αυξήθηκαν 48 ώρες μετά την ακτινοβόληση με δόσο-εξαρτώμενο τρόπο. Αντιθέτως, η έκφραση του EGFR αυξήθηκε σημαντικά 15 λεπτά μετά την ακτινοβόληση και κατά δόσο-εξαρτώμενο τρόπο. Συμπέρασμα: Η ιοντίζουσα ακτινοβολία επάγει την έκφραση του EGFR και αυξάνει την έκκριση των MMP-2 γεγονός που αιτιολογεί την διηθητική και κακοήθη συμπεριφορά των γλοιωμάτων καθώς και την ανταπόκριση τους στην ιοντίζουσα ακτινοβολία. / The effect of different doses of X(-)rays on apoptosis, proliferation, epidermal growth factor receptor (EGFR) and matrix metalloproteinase (MMP-2) expression was investigated in a human glioblastoma cell line. Materials and Methods: The cell line LN18 was irradiated at room temperature with doses ranging from 0.5 to 15 Gy using 6 MV X(-)rays. Apoptosis was assessed using the annexin V binding assay, proliferation by the methyl tetrazolium (MTT) assay and MMP-2 secretion with zymography. The levels of phosphorylated (pEGFR) were estimated using a commercially available ELISA kit. Results: Cell proliferation decreased in a dose-dependent manner, while apoptosis was increased after radiation. Doses below 2 Gy did not affect proliferation or apoptosis. MMP-2 levels were increased 48 h after radiation in a dose-dependent manner. In contrast, EGFR signaling was significantly activated 15 min after radiation in a dose-dependent manner. Conclusion: Ionizing radiation activates EGFR signalling and enhances MMP-2 secretion, suggesting that the molecular pathways involved may contribute to the invasiveness and malignant behaviour of glioma cells and help to explain the response of gliomas to ionizing radiation.

Σκοπός της παρούσας είναι ο έλεγχος της ύπαρξης ημερολογιακών ανωμαλιών στη λειτουργία των διεθνών αγορών, όπως αυτή αποτυπώνεται στην πορεία των χρηματιστηριακών δεικτών κατά την περίοδο 01.01.1988 έως 31.03.2008. Όταν μια ημερολογιακή ανωμαλία γίνεται γνωστή στην αγορά, είναι αναμενόμενο η αντίδραση των επενδυτών στην αναμονή της να βαίνει φθίνουσα με το χρόνο. Για την απόρριψη ή την επιβεβαίωση της υπόθεσης αυτής, στην παρούσα μελέτη, ελέγχεται η ύπαρξη ημερολογιακών ανωμαλιών στις αποδόσεις 15 διεθνών χρηματιστηριακών αγορών τα τελευταία 20 έτη. Κυρίαρχος σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης είναι ο έλεγχος της μεταβολής των τάσεων στις προτιμήσεις και τις προσδοκίες των επενδυτών τόσο κατά το πέρασμα των χρόνων όσο και με βάση τη θέση κάθε αγοράς στον παγκόσμιο χάρτη ανάπτυξης. Η εξεταζόμενη περίοδος χωρίζεται σε δύο επιμέρους υποπεριόδους με γνώμονα την διεθνή κρίση που ξεκίνησε στα τέλη του 1999 και επηρέασε καθοριστικά την πορεία της παγκόσμιας οικονομίας. Προσπαθούμε, επομένως, να μελετήσουμε την προσαρμογή των αγορών στις συνθήκες και τα δεδομένα που δημιουργούνται έπειτα από ένα σημαντικό γεγονός. Η μεγάλη βάση του δείγματος - ξεπερνά τα είκοσι έτη, το πλήθος των εξεταζόμενων δεικτών και η προσπάθεια μελέτης διαφορετικών τάσεων με βάση ένα κομβικό σημείο της πορείας της ιστορίας αλλά και με βάση την κατηγοριοποίηση των αγορών ανάλογα με το βαθμό ανάπτυξής τους, διαφοροποιούν την παρούσα μελέτη, και πιστεύουμε ότι αποτελούν ένα ισχυρό κίνητρο για έναν μελετητή ή επενδυτή να αφιερώσει χρόνο στην παρούσα μελέτη. Εξάλλου, τόσο η αξιοσημείωτη διαφοροποίηση των αποτελεσμάτων στις δύο εξεταζόμενες υποπεριόδους, όσο και η χαλαρή τάση που εμφανίζεται σε κάθε κατηγορία αγορών, θεωρούμε ότι δικαιώνουν το εν λόγω εγχείρημα. / When a calendar anomaly becomes acquaintance in the market, the reaction of investors is expected to go declining with the time. For the reject or the confirmation of this affair, in the present study, we check the existence of calendar anomalies in the output of 15 International Stock Exchange markets the last 20 years. The examined period (1988-2008) is separated in two subperiods taking into consideration the international crisis that began in the dues of 1999 in order to be checked the stability of results. The empirical results show important differentiation of results in the two examined subperiods. In any case, the segregation of indicators according to their places in the world market does not appear to attribute substantially conclusions. Specifically in the case of emerging markets, these show that they mark an autonomous movement and to be influenced more by other (internal, mainly) factors.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την επίδραση που επιφέρουν στην τάση διάσπασης διακένου αέρα, διάφορα μονωτικά φύλλα (διαφράγματα) τοποθετούμενα κάθετα προς τον κεντρικό άξονα μεταξύ της διάταξης των ηλεκτροδίων του διακένου και σε διαφορετικές θέσεις μεταξύ της απόστασης αυτών. Η διερεύνηση της επίδρασης των διαφραγμάτων στην διηλεκτρική συμπεριφορά των διακένων είναι γνωστή γενικά και ως το Φαινόμενο του Διαφράγματος (Barrier Effect). Η διάταξη που χρησιμοποιήθηκε για την εκπόνηση της παρούσας εργασίας ήταν διάκενο αέρα ακίδας-πλάκας μήκους 6 cm, και στο ενδιάμεσο των ηλεκτροδίων τοποθετήθηκε το διάφραγμα (Σχήμα 1). Σχήμα 1) Διάταξη διακένου ακίδας-πλακάς με διάφραγμα. Χρησιμοποιήθηκαν 3 διαφορετικά υλικά ως διαφράγματα, ως προς το πάχος τους, με αποτέλεσμα τα σύνθετα διάκενα αέρα-διηλεκτρικού που προκύπτουν να είναι τα εξής: 1) Διάκενο αέρα “ακίδας-πλάκας” με διάφραγμα πάχους 0,2 mm. 2) Διάκενο αέρα “ακίδας-πλάκας” με διάφραγμα πάχους 0,19 mm. 3) Διάκενο αέρα “ακίδας-πλάκας” με διάφραγμα πάχους 0,125 mm. Η καταπόνηση του κάθε σύνθετου διακένου αέρα-διηλεκτρικού έγινε με θετικές κρουστικές τάσεις χειρισμών υπό ατμοσφαιρική πίεση. Για το διάκενο αέρα “ακίδας-πλάκας” μήκους 6 cm με διαφράγματα polyfilm πάχους 0,125 mm και 0,19 mm, διερευνήθηκε η συμπεριφορά αυτών για τρείς διαφορετικές θέσεις ξ=x/D, του διαφράγματος στο διάκενο (x=1, x=2, x=3) και με δύο διαφορετικές περιπτώσεις καταπόνησης για την κάθε θέση ξ του διαφράγματος στο διάκενο. Στην πρώτη περίπτωση το διάφραγμα διατηρήθηκε το ίδιο για κάθε στάθμη τάσεως καταπόνησης του και στη δεύτερη άλλαζε για κάθε στάθμη. Για το διάκενο αέρα “ακίδας-πλάκας” με διαφράγματα τύπου nomex πάχους 0,2 mm, διερευνήθηκε η συμπεριφορά του για έξι διαφορετικές θέσεις ξ του διαφράγματος στο διάκενο. / The aim of this thesis is to investigate the effect of different insulation materials (barriers) into the breakdown voltage of air-gaps, created by two electrodes. The barrier is placed between these electrodes and crosses their central axes perpendicularly, at various locations along this axes. The system used for this work was an air-gap ‘’needle-plate’’, which had a width of 6cm and a barrier placed between the electrodes (figure1). Figure 1) Schematic diagram of ‘’needle-plate’’ air gap with barrier. There were 3 barriers used,of different thicknesses. The resulting air-dielectric gaps formed are as follows: 1) needle plate air-gap, with a 2mm thick barrier. 2) needle plate air-gap, with a 0,19 mm thick barrier. 3) needle plate air-gap, with a 0,125 mm thick barrier. The stress of each air-dielectric gap composite was accomplished using positively impulsed voltage, at atmospheric pressure. In the 6cm wide air gap of the needle plate, a polyfilm barrier was used with a thickness of 0.125 or 0.19mm. The barrier was placed at three different positions between the plates (ξ=x/d; x=1,2,3). At each location, two cases were investigated: 1) the same barrier was kept still and a voltage of various levels was applied and 2) the barrier was varied at each different level of voltage applied. The behaviour/response/efficiency of the air gap needle plate, having a nomex type barrier of 0.2 mm thickness, was investigated, when the barrier was placed at 6 different locations, ξ, between the electrodes.

Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας θα εξετάσουμε το πρόβλημα της εξασθένισης που παρουσιάζεται σε ένα BPL (Broadband over powerlines) network (ευζωνικό δίκτυο), αξιολογώντας την αρνητική επιρροή των διαφόρων καταστρεπτικών παραγόντων και ειδικότερα του επιδερμικού φαινομένου (skin effect). Τα BPL συστήματα εισάγουν μια καινοτόμα τεχνολογία ευρυζωνικής πρόσβασης στο διαδίκτυο και όχι μονό, η οποία δείχνει να ανταποκρίνεται στις σύγχρονες απαιτήσεις, προσφέροντας ικανοποιητική ποιότητα υπηρεσιών και μειώνοντας το κόστος υλοποίησης τους. Δεν χρειάζεται επενδύσεις για νέα υποδομή, αφού οι γραμμές ηλεκτρικής ισχύος καλύπτουν σχεδόν όλες τις κατοικημένες περιοχές του πλανήτη. Ιδιαίτερα σε αραιοκατοικημένες περιοχές με ελάχιστη τηλεπικοινωνιακή κάλυψη και υποδομή, η τεχνολογία BPL είναι ίσως η μοναδική λύση για ευρυζωνικές υπηρεσίες. Είναι κατανοητή τώρα η ανάγκη που προκύπτει για περεταίρω διερεύνηση του επιδερμικού φαινομένου, ενός παράγοντα που ενεργεί αρνητικά στη διάδοση του σήματος, διαμέσου του BPL δικτύου. Στο πρώτο κεφάλαιο θα μιλήσουμε γενικά για την BPL τεχνολογία, πώς και πού ξεκίνησε. Θα δώσουμε ένα γενικό ορισμό με μια μικρή εισαγωγή στα συστήματα BPL. Στο δεύτερο κεφάλαιο θα ασχοληθούμε με τα δίκτυα πρόσβασης, με άλλα λόγια την δομή των δικτύων πρόσβασης BPL καθώς επίσης και τα βασικά στοιχεία των δικτύων. Γίνεται μια εκτενής παρουσίαση των τοπολογιών και της αρχιτεκτονικής των δικτύων BPL και τελευταία παρουσιάζεται η εμπορική αξιοποίηση στις διάφορες εφαρμογές χρήσης της BPL τεχνολογίας. Στο τρίτο κεφάλαιο θα μιλήσουμε για το επιδερμικό φαινόμενο, που εμφανίζεται, πώς επηρεάζει και τι προκαλεί στις BPL εφαρμογές. Γίνεται αναφορά στα καλώδια, αλλά και στα δίκτυα διαμέσου των οποίων βρίσκει εφαρμογές η BPL τεχνολογία, και συνάμα εμφανίζεται το επιδερμικό φαινόμενο. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια πειραματική εργασία, όπου φαίνεται ο τρόπος με τον οποίον το επιδερμικό φαινόμενο επιδρά στο εσωτερικό των καλωδίων, ένα πρόγραμμα σε Matlab όπου γίνεται εμφανής η σχέση της συχνότητας με το επιδερμικό βάθος. Τέλος, παρουσιάζουμε τα συμπεράσματα που προκύπτουν από όλη την εργασία. / --

Στην παρούσα εργασία ασχοληθήκαμε με το φαινόμενο του Ιανουαρίου και την επίδρασή του στις χρηματιστηριακές αγορές επτά επιλεγμένων χωρών, της Γερμανίας, της Ελλάδας, της Αυστρίας, του Ιταλίας, της Αγγλίας, της Ρωσίας και της Ολλανδίας. Το φαινόμενο του Ιανουαρίου (January effect) αποτελεί ένα είδος εποχιακής ανωμαλίας και ημερολογιακού φαινομένου, που επηρεάζει τις τάσεις που παρατηρούνται στην χρηματιστηριακή αγορά και τις αγορές τίτλων κάθε αρχή νέους έτους. Οι ερμηνείες που έχουν δοθεί από την ακαδημαϊκή κοινότητα για την εμφάνιση του January effect ποικίλουν και θα μελετηθούν στο κυρίως μέρος της διπλωματικής εργασίας. Συγκεντρώνοντας και μελετώντας την διεθνή βιβλιογραφία για το συγκεκριμένο φαινόμενο, καθώς επίσης διάφορες μελέτες περιπτώσεων σε διαφορετικές χρηματιστηριακές αγορές και σε συνδυασμό με τη χρήση του στατιστικού πακέτου ανάλυσης e-views, καταφέραμε να εμβαθύνουμε στο φαινόμενο και να διακρίνουμε την έντασή τους στις προαναφερθείσες χώρες. Τα σημαντικότερα ευρήματα παρουσιάζονται στο δεύτερο κεφάλαιο της παρούσας πτυχιακής εργασίας, μετά τη βιβλιογραφική ανασκόπηση. / -

Η Υδρογόνωση του Διοξειδίου του Άνθρακα έχει προσελκύσει διεθνώς το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας τόσο ως πιθανή πηγή ανανεώσιμων καυσίμων όσο και ως μέσο μείωσης των εκπομπών του CO2. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιείται το φαινόμενο της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης (Η/Ε) της κατάλυσης (EPOC) ή μη- Φαρανταϊκή Ηλεκτροχημική Τροποποίηση της καταλυτικής ενεργότητας (φαινόμενο NEMCA) για την ενίσχυση του ρυθμού και της εκλεκτικότητας της υδρογόνωσης του CO2 σε καταλύτη ρουθηνίου (Ru) υποστηριζόμενου σε πρωτονιακό αγωγό ΒZY. Αρχικά γίνεται μια Εισαγωγή για το Διοξείδιο του Άνθρακα στην οποία και εξηγείται η αναγκαιότητα της περεταίρω μελέτης της αντίδρασης υδρογόνωσης του CO2. Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια εκτεταμένη αναφορά στους στερεούς ηλεκτρολύτες, με ιδιαίτερη έμφαση στους στερεούς ηλεκτρολύτες πρωτονιακής αγωγιμότητας. Στη συνέχεια στο δεύτερο Κεφάλαιο περιγράφεται το φαινόμενο της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης της κατάλυσης, γίνεται μια αναφορά των μελετών Η/Ε που έχουν προηγηθεί και παρατίθενται οι κανόνες που διέπουν το συγκεκριμένο φαινόμενο. Στο τρίτο Κεφάλαιο γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση της συγκεκριμένης αντίδρασης τόσο καταλυτικά όσο και ηλεκτροκαταλυτικά. Στο Κεφάλαιο 4 ακολουθεί η περιγραφή της πειραματικής διάταξης καθώς και ο χαρακτηρισμός του καταλύτη αλλά και τα πειράματα χαρακτηρισμού του ηλεκτρολύτη. Έπειτα, στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα (θερμοκρασιακά, κινητικά, δυναμικής απόκρισης κτλ.), καθώς και μια ποιοτική ανάλυση των παραπάνω αποτελεσμάτων. Και τέλος παρατίθενται τα συνολικά συμπεράσματα της συγκεκριμένης μελέτης. / The Hydrogenation of Carbon Dioxide has attracted international interest in the scientific community as a potential source of renewable fuels and as a means of reducing CO2 emissions. In this study the phenomenon of Electrochemical Promotion of Catalysis (EPOC) or non-Faradaic Electrochemical Modification of Catalytic Activity (NEMCA) is used in order to enhance the rate and selectivity of this reaction on a Ruthenium (Ru) catalyst deposited on a proton conductor (BZY). The electrochemical promotion of the hydrogenation of CO2 on polycrystalline Ru deposited on a BZY (BaZr0.85Y0.15O3 + 1wt% NiO), a proton conductor in wet atmospheres, was investigated at temperatures 250 to 450oC and atmospheric pressure. Methane and CO were the only detectable products. It was found that the selectivity to CH4 is very significantly enhanced by proton removal from the catalyst via electrochemically controlled spillover of atomic H from the catalyst surface to the proton-conducting support. The apparent Faradaic efficiency of the process takes values up to 500 and depends strongly on the porous Ru catalyst film thickness. The results strongly suggest that the observed strong promotional effect is due to the formation and surface migration of a promoting formate anion generated via potential controlled disproportionation of formic acid adsorbed at the catalyst-proton conducting support interface. This is the first successful electrochemical promotion study of a hydrogenation reaction at temperatures as low as 250oC. There is an up to fourfold enhancement in catalytic rate of CH4 formation with concomitant 50% suppression of the CO formation rate which proceeds in a parallel route.

Στην παρούσα διατριβή δοκιμάστηκαν καινοτόμα υλικά ως προς τις δυνατότητές τους να χρησιμοποιηθούν σε διατάξεις μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό. Τα συμβατικά ηλιακά στοιχεία, τα αποκαλούμενα και φωτοβολταϊκά πρώτης γενιάς, αποτελούνται από κρυσταλλικό πυρίτιο το οποίο με κατάλληλες προσμείξεις παράγει ηλεκτρισμό αξιοποιώντας τη φωτοβόληση μιας επαφής p-n. Στην κατεύθυνση αντικατάστασης των συμβατικών ηλιακών στοιχείων έχει προταθεί η κατασκευή κυψελίδων με νανοδομημένα υλικά τα οποία μπορούμε να επιστρώσουμε υπό τη μορφή λεπτών υμενίων. Στην κατεύθυνση αυτή, στην παρούσα διατριβή κατασκευάστηκαν τρεις τύποι τέτοιων ηλιακών στοιχείων: Φωτοηλεκτροχημικές κυψελίδες, ευαισθητοποιημένες είτε μέσω οργανομεταλλικών χρωστικών είτε μέσω ανόργανων νανοκρυστάλλων (Κβαντικές τελείες), υβριδικές κυψελίδες στερεού τύπου, επίσης ευαισθητοποιημένες τόσο μέσω οργανομεταλλικών χρωστικών όσο και μέσω κβαντικών τελειών και τέλος, φωτοκυψέλες καυσίμου (PEC). Η δομή των συστημάτων αυτών σε γενικές γραμμές συμπεριλαμβάνει: (α) το ηλεκτρόδιο ανόδου (φωτοάνοδος), το οποίο αποτελείται από έναν ημιαγωγό ευρέως χάσματος, όπως η τιτάνια, και από τον ευαισθητοποιητή, (β) το ηλεκτρόδιο καθόδου (αντιηλεκτρόδιο) το οποίο εμπλέκει κατά κανόνα κάποιο ευγενές μέταλλο με μεγάλο έργο εξόδου, και (γ) τον ηλεκτρολύτη που εμπεριέχει το κατάλληλο οξειδοαναγωγικό ζεύγος. Στην περίπτωση των ηλιακών στοιχείων στερεού τύπου, ο ηλεκτρολύτης αντικαθίσταται με κάποιο άλλο υλικό, οργανικό ή ανόργανο το οποίο ολοκληρώνει τη δομή και λειτουργία της συσκευής. Καθώς το ηλιακό φως προσπίπτει στην κυψελίδα, φωτόνια απορροφούνται από τα ημιαγώγιμα στρώματα, την τιτάνια, την χρωστική ή τις κβαντικές τελείες, ανάλογα με τη δομή της κυψελίδας. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την απορρόφηση των φωτονίων από τα ηλεκτρόνια, τη διέγερση των ηλεκτρονίων αυτών στη ζώνη αγωγιμότητας, την δημιουργία οπών στη ζώνη σθένους στη θέση των ηλεκτρονίων, και εν τέλει τη δημιουργία προϋποθέσεων κυκλοφορίας των iv φορέων ανάμεσα στα υλικά με στόχο την συλλογή τους εξωτερικά και την αξιοποίηση του παραγόμενου (φωτο)ρεύματος. Οι δικές μας παρεμβάσεις αφορούν στην κατασκευή και χαρακτηρισμό ηλιακών στοιχείων καθώς και στη σύνθεση και χαρακτηρισμό καινοτόμων υλικών προκειμένου να αξιοποιηθούν σε ηλιακά στοιχεία στην κατεύθυνση βελτιστοποίησης της απόδοσης αυτών. Στις ευαισθητοποιημένες μέσω χρωστικής, φωτοηλεκτροχημικές κυψελίδες δοκιμάστηκε η χρήση του PEDOT ως ηλεκτροκαταλύτη στην κάθοδο, με σκοπό την αντικατάσταση του Pt, υλικού σπάνιου και ακριβού. Έπειτα δοκιμάστηκε η χρήση συνδυασμού ανόργανων νανοκρυστάλλων, CdS, CdSe, ZnS για την ευαισθητοποίηση του ημιαγωγού στο ορατό φάσμα της ακτινοβολίας, αντί των οργανομεταλλικών χρωστικών. Στις κυψελίδες αυτές επίσης χρησιμοποιήθηκαν τόσο CuS όσο και CoS ως ηλεκτροκαταλύτες στην κάθοδο. Στα ηλιακά στοιχεία στερεού τύπου οι παρεμβάσεις έγιναν τόσο με την προσθήκη πρόσθετων ουσιών με σκοπό την αύξηση της κινητικότητας των φορέων όσο και στην χρήση ανόργανων ευαισθητοποιητών, παράλληλα με την προσθήκη θυσιαστήριων ουσιών προς αντιμετώπιση των φαινομένων οξείδωσης. Τέλος στις φωτοκυψέλες καυσίμου δοκιμάστηκε η χρήση πολυπυρρολίου στην κάθοδο, επικεντρώνοντας και εδώ στην αντικατάσταση του λευκόχρυσου. / In this thesis, novel materials were tested for their potential use in devices that convert solar energy into electricity. The conventional first generation photovoltaic cells consist of crystalline silicon, which with suitable impurities generates electricity utilizing a p-n contact. In the direction of replacing those conventional solar cells, has been proposed the construction of solar cells with nanostructured materials, which can be applied as thin films. In this thesis we constructed three types of such cells: photoelectrochemical cells sensitized either by organometallic dyes or through inorganic nanocrystals (quantum dots), hybrid solid state solar cells also sensitized both through organometallic dyes and through inorganic nanocrystals and finally photofuel cells (PEC). The structure of these systems generally includes: (a) the anode electrode, which consists of a wide gap semiconductor such as titania or zinc oxide and the sensitizer (b) the cathode (counter electrode) which is normally a noble metal with a large work function, and (c) the electrolyte, which comprises a suitable redox couple. In the case of the solid type solar cells, the electrolyte is replaced with a solid state hole conductor, organic or inorganic, which completes the structure and operation of the device. As sunlight falls on the cell, photons are absorbed by the semiconductor layer, titania, the dye or the quantum dots depending on the structure of the cell. This results in the absorption of photons by the electrons, the excitation of these electrons in the conduction band, creating holes in the valence band, ,and ultimately the creation of charge mobility conditions for the carriers between the combined materials with the purpose to collect them externally and to utilize the produced (photo) current. Our own interventions were related with the test of novel materials in the mentioned solar cells in the direction of the optimization of their performance. In the case of dye sensitized solar cells, PEDOT was tested as the cathode electrocatalyst, towards the replacement of Pt, a rare and expensive material. Then we tried to use a combination of inorganic nanocrystals, CdS, CdSe, ZnS to sensitize the semiconductor in the visible range of radiation in substitution of the organometallic dyes. In the case of quantum dot sensitized solar cells, we also used both CuS and CoS as cathode electrocatalysts. In hybrid solid state solar cells, interventions were made by adding additives in the direction of increasing the mobility of carriers. We also used inorganic sensitizers while adding sacrificial substances to deal with oxidation phenomena. Finally in Photo fuel cells we tested polypyrrole as electrocatalyst in the cathode, focusing again in replacing platinum.

Οι μετατροπείς ηλεκτρονικών ισχύος χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών μικρής και μεγάλης ισχύος. Στην πλειονότητά τους οι μετατροπείς αυτοί περιλαμβάνουν μαγνητικά στοιχεία (μετασχηματιστές – πηνία), οι απώλειες ισχύος των οποίων καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό την απόδοση της εκάστοτε διάταξης. Είναι λοιπόν μεγάλης σημασίας η ανάπτυξη θεωρητικών μοντέλων, αλλά και πειραματικών μεθόδων, για τον ακριβή προσδιορισμό των απωλειών των μαγνητικών στοιχείων, ώστε να είναι εφικτός ο βέλτιστος σχεδιασμός τους, με τελικό πάντα στόχο την εξοικονόμηση ενέργειας. Οι στόχοι της διατριβής κινούνται σε δύο βασικούς άξονες: α) Να γίνει διερεύνηση των φαινομένων που επηρεάζουν τις απώλειες χαλκού σε τυλίγματα που αποτελούνται από στρώσεις αγωγών, αλλά και να αναπτυχθεί ένα μοντέλο για τον υπολογισμό των απωλειών χαλκού σε τυλίγματα αγωγών κυκλικής διατομής με τυχαία κατανομή αυτών στο διαθέσιμο χώρο. β) Να γίνει ανάπτυξη μιας ολοκληρωμένης μεθοδολογίας λήψης πειραματικών μετρήσεων σε μαγνητικά στοιχεία μέσα από τη διερεύνηση των διαφόρων παραγόντων πειραματικών σφαλμάτων και τη σχεδίαση μετατροπέα συντονισμού κατάλληλου για τη διέγερση μαγνητικών στοιχείων με ημιτονοειδή τάση υψηλής συχνότητας. Στο πρώτο μέρος της διατριβής (κεφάλαια Κεφ. 1, Κεφ. 2 και Κεφ. 3) γίνεται μια γενική περιγραφή των φυσικών φαινομένων που λαμβάνουν χώρα στα μαγνητικά στοιχεία όταν αυτά διαρρέονται από ρεύμα περιοδικά μεταβαλλόμενο στο χρόνο, τα φαινόμενα δηλαδή της μαγνητικής υστέρησης και της ανάπτυξης δινορρευμάτων στο μαγνητικό υλικό του πυρήνα και τα φαινόμενα επιδερμικό και γειτνίασης, που οφείλονται στην ανάπτυξη δινορρευμάτων στα τυλίγματα. Επίσης, γίνεται παράθεση και αξιολόγηση των σπουδαιότερων ως τώρα θεωρητικών εργασιών που πραγματεύονται τα παραπάνω φαινόμενα και χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των απωλειών που σχετίζονται με αυτά. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής, (κεφάλαια Κεφ. 4 και Κεφ. 5) πρώτα γίνεται η παράθεση των τριών κλασικών μοντέλων για τον υπολογισμό των απωλειών χαλκού σε τυλίγματα που απαρτίζονται από στρώσεις και με τη βοήθεια λογισμικού πεπερασμένων στοιχείων διερευνάται η ακρίβεια και το πεδίο εφαρμογής καθενός εξ’ αυτών. Προκύπτει πως το μοντέλο του Dowell δίνει σαφώς πιο ακριβή αποτελέσματα και πως οι αποκλίσεις των μοντέλων από τα πραγματικά (σύμφωνα με τις προσομοιώσεις) αποτελέσματα οφείλεται στην αδυναμίας τους να λάβουν σωστά υπόψη τη δισδιάστατη ανάπτυξη του μαγνητικού πεδίου και τις πυκνότητας ρεύματος όταν αυξάνεται η συχνότητα ή όταν μειώνεται ο παράγοντας πλήρωσης χαλκού. Διερευνάται το φαινόμενο παρυφής σε τυλίγματα στρώσεων που αποτελούνται είτε από αγωγούς κυκλικής διατομής είτε από φύλλα χαλκού και περιγράφεται ποσοτικά και ποιοτικά η επίδρασή του στην τιμή της ενεργού αντίστασης, η οποία προκύπτει πως εμφανίζεται αυξημένη μόνο σε συχνότητες περί τη βασική αρμονική του ρεύματος. Μελετάται επίσης η γεωμετρική ανάπτυξη του φαινομένου στο χώρο του τυλίγματος και διαπιστώνεται η γενικά επιφανειακή του επίδραση που ελαχιστοποιεί την πιθανή εμφάνιση τοπικής υπερθέρμανσης. Ακόμη, για τυλίγματα στρώσεων με αγωγούς κυκλικής διατομής, αναλύεται η διαφοροποίηση στην τιμή της ενεργού αντίστασης μεταξύ των περιπτώσεων της τετραγωνικής και της εξαγωνικής διάταξης των αγωγών και αναδεικνύεται η μείωσή της στη δεύτερη περίπτωση. Ακολούθως αναπτύσσεται ένα νέο μοντέλο για τον υπολογισμό των απωλειών χαλκού σε τυλίγματα αγωγών κυκλικής διατομής που έχουν τοποθετηθεί στο παράθυρο του μαγνητικού στοιχείου με τυχαίο τρόπο, πράγμα το οποίο αποτελεί μια κοινότυπη σχεδιαστική πρακτική. Για τη διατύπωση της νέας έκφρασης χρησιμοποιούνται τα αριθμητικά αποτελέσματα πληθώρας προσομοιώσεων που έγιναν με το λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων και αναζητείται η κατάλληλη εξίσωση περιγραφής τους. Η αναζήτηση αυτή στηρίζονται σε μεθόδους ελαχιστοποίησης του σφάλματος, που εδώ εφαρμόζονται με τη βοήθεια κατάλληλων λογισμικών. Η εξίσωση που τελικά προκύπτει είναι απλή και περιέχει μόνο τρεις εύκολα προσδιορίσιμες παραμέτρους σχετιζόμενες άμεσα με γνωστές κατασκευαστικές παραμέτρους. Δείχνεται πως η νέα έκφραση μπορεί να εφαρμοστεί και στην περίπτωση πολύκλωνου αγωγού και διερευνάται ως προς την ευαισθησία της σε σφάλματα μέτρησης κατά τον προσδιορισμό του πάχους του τυλίγματος, ενώ επίσης προτείνεται μια απλούστερη προσεγγιστική έκφραση για τις χαμηλές συχνότητες. Τέλος, η ισχύς της νέας έκφρασης επαληθεύεται με τη βοήθεια πειραματικών μετρήσεων. Η πρώτη εργασία που παρουσιάζεται στο τρίτο μέρος της διατριβής (κεφάλαια Κεφ. 6 και Κεφ. 7) είναι η σχεδίαση και κατασκευή ενός μετατροπέα συντονισμού κατάλληλου για την τροφοδότηση μαγνητικών στοιχείων με καθαρά ημιτονοειδή τάση υψηλής συχνότητας (ως και 1MHz) και πλάτους αρκετών εκατοντάδων Volt, σε επίπεδα ισχύος αρκετών δεκάδων Watt, για την πραγματοποίηση μετρήσεων σε αυτά. Η θεωρητική και πειραματική διερεύνηση των παραγόντων που επηρεάζουν τη λειτουργία του μετατροπέα αναδεικνύει την αλληλένδετη σημασία των σχεδιαστικών επιλογών τόσο στο κύκλωμα ισχύος όσο και στο ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου και οδηγεί στην κατάλληλη διαστασιολόγηση των στοιχείων που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα δύο κυκλώματα έτσι ώστε να γίνει εφικτή η διεύρυνση του φάσματος συχνοτήτων λειτουργίας του μετατροπέα, η ελαχιστοποίηση του αρμονικού περιεχομένου και η μεγιστοποίηση του πλάτους της τάσης εξόδου. Στη συνέχεια περιγράφονται μέθοδοι μετρήσεων των απωλειών μαγνητικών στοιχείων και λήψης του βρόχου υστέρησης του μαγνητικού υλικού των πυρήνων τους. Αναλύονται οι διάφοροι παράγοντες σφάλματος και γίνονται μετρήσεις τόσο για τον προσδιορισμό των ειδικών απωλειών φερρίτη όσο και για τη λήψη του βρόχου υστέρησης φερριτών σε διάφορες συχνότητες. Προτείνονται μεθοδολογίες διόρθωσης του αποτελέσματος για τις απώλειες υστέρησης, όπως αυτές προκύπτουν από το εμβαδόν του μετρούμενου βρόχου υστέρησης, όταν υπάρχει γνωστό σφάλμα φάσης κατά τη λήψη της κυματομορφών της μαγνητικής έντασης και της μαγνητικής επαγωγής. Τέλος, εξηγείται η μείωση στις υψηλές συχνότητες της ενεργού αντίστασης των τυλιγμάτων όταν αυξάνεται η θερμοκρασία και δίνονται κάποια ενδεικτικά γραφικά παραδείγματα για τη σχετική διόρθωση για τυπικές αυξήσεις της θερμοκρασίας σε μαγνητικά στοιχεία. / Power electronics converters are used in a wide range of both low and high power applications. Most of these converters include magnetic components (transformers – inductors), the power losses of which determine in a major degree their efficiency. It is therefore very important to the power electronics converter designers to have available the proper theoretical models and experimental methods for the accurate determination of the magnetic component losses in order to make optimum design choices and achieve an effective energy saving. The present work has a twofold goal: a) To investigate the phenomena affecting the copper losses in windings that consist of conductor layers and to develop a new model for the calculation of copper losses in round cross section conductor windings with random distribution of these conductors in the available core window area. b) To develop a complete methodology of making experimental measurements on magnetics components, through the investigation of the several measurement error factors and to design a resonant converter suitable for the excitation of magnetic components with high frequency sinusoidal voltage. In the first part of this thesis (chapters Ch. 1, Ch. 2 and Ch. 3) there is a general description of the physical phenomena that take place in magnetic components when a periodically time variable current flows through them, i.e. magnetic hysteresis and eddy currents at the magnetic core material and skin as well as proximity effect at the windings, which are due to the development of eddy currents in them. Moreover, there is an overview citation and critical review of the most important by now theoretical works on these issues which are also widely used for the calculation of the losses related to them. In the second part of this thesis (chapters Ch. 4 and Ch.5) there is at first a short review of the three classic models for the calculation of copper losses in windings made of layers and then a finite element software is utilized for the investigation of the accuracy and field of application of each of them. It is shown that Dowell’s model is much more accurate and that the declination of the models from the real (according to simulations) results are due to their inherent inability to properly take into account the two-dimensional distribution of the magnetic field and the current density when the frequency increases or when the filling factor value decreases. The edge effect in layered windings with either round cross section or foil conductors is investigated and a qualitative as well as quantitative description of its effect on the effective resistance is given, showing that there can be an increase in it only at frequencies close to the fundamental frequency of the current waveform. There is also a study about the geometrical extent of the edge effect in the winding volume and it is concluded that the winding is generally affected only on its outer parts, a fact that minimizes the possibility for a hot spot to appear. Moreover, for layered windings with round cross section conductors, a study is carried out about the difference in the effective resistance between the cases of square and hexagonal fit schemes and it is shown that in the second case there can be an appreciable power loss reduction. Following this work, is the development of a new model for the calculation of copper losses in round cross section conductor windings with the several turns placed with a random manner in the available core window area, which is a common design choice. For the extraction of the new expression a computer aided curve fitting process has been applied on a large amount of numerical data coming from finite element simulations. The final equation of the model is simple and incorporates only three easily determinable parameters, directly related to known constructive parameters. It is shown that the new expression can also be applied in the case of stranded wire windings. Its sensitivity to the winding height measurement errors is investigated and a low frequency approximation is proposed. At last, the new expression is validated with experimental measurements. The first work presented in the third part of this thesis (chapters Ch. 6 and Ch. 7) is the design and construction of a resonant converter suitable for the excitation of magnetic components with a clearly sinusoidal voltage of high frequency (up to 1MHz) and amplitude of several hundreds volts, at several tenths of Watts power level, for the implementation of experimental measurements. The theoretical and experimental investigation of the factors affecting the converter performance reveals the interrelated importance of the design choices in the resonant tank and the electronic control board and leads to the proper component selection in both these circuits so as to expand the operating frequency range, minimize the harmonic distortion and maximize the amplitude of the output voltage. Following that, there is a description of the methods available to measure the power losses of magnetic components and acquire the hysteresis loop of their magnetic cores. The several error factors are analyzed and measurements are taken in order to determine the power losses and monitor the hysteresis loop of ferrite materials at several frequencies. Some methods are proposed for the correction of the measured hysteresis losses, if these are determined from area of the hysteresis loop, in the case of a known phase error when recording magnetic intensity or magnetic induction. At last, the reduction with temperature of ohmic resistance at high frequencies is explained and some indicative graphical examples are given for the correction in its calculated value for some typical magnetic component temperature rise values.

Βασισμένη στην «κοινωνικό- πολιτισμική, ιστορική προσέγγιση» η παρούσα έρευνα συνιστά μια προσπάθεια αξιοποίησης θεωρητικών εργαλείων και μεθοδολογικών αρχών από το συγκεκριμένο θεωρητικό πλαίσιο κατά την ερευνητική διαδικασία της ανίχνευσης παραστάσεων παιδιών νηπιαγωγείου σε σχέση με τα σύννεφα. Τα επιμέρους ερευνητικά ερωτήματα που τίθενται αφορούν στο πώς αντιλαμβάνονται τα παιδιά του νηπιαγωγείου τα σύννεφα, πώς συγκροτούν τις σχετικές νοητικές τους παραστάσεις και πώς διαχειρίζονται, αναδομούν, μετασχηματίζουν τις παραστάσεις αυτές σε διαφορετικές κοινωνικές περιστάσεις. Δείγμα της έρευνας αποτέλεσαν δέκα έξι (16) μαθητές δημόσιου νηπιαγωγείου αστικής περιοχής της περιφέρειας Δυτικής Ελλάδας. Η συλλογή των δεδομένων έγινε μέσω διευρυμένων ανοικτού τύπου συζητήσεων ανά δύο παιδιών του δείγματος και της ερευνήτριας. Η παρατήρηση, ανάλυση και παρουσίαση των αποτελεσμάτων έγινε με άξονα τη «μέθοδο τριπλής εστίασης» της Rogoff (προσωπική εστίαση, διαπροσωπική, πλαισίου). Τα αποτελέσματα που προκύπτουν αφήνουν να διαφανεί, πέραν από τις νοητικές παραστάσεις των παιδιών, ο τρόπος με τον οποίο κοινωνικά- πολιτισμικά και ιστορικά στοιχεία και εργαλεία διαμεσολαβούν στη σκέψη τους και στις διαδικασίες συγκρότησής της. Συμπεραίνεται επομένως πως, μέσω της οπτικής που μελετάται, οδηγούμαστε σε μια διευρυμένη και ολιστική προσέγγιση της παιδικής σκέψης αποκεντρωμένη από την αυστηρά εννοιολογική προοπτική του πιαζετικού προτύπου. Η έρευνα καταλήγει με την ανάδειξη σημαντικών ερευνητικών προοπτικών σε θεωρητικό, εμπειρικό και διδακτικό επίπεδο. / This Master Thesis, based on the “sociocultural-historical” approach on child thought development, constitutes an attempt of exploiting the theoretical tools and methodology principles from this particular theoretical field during research procedures of tracing kinder-garden children views on clouds. The various raised research questions are related to how kinder-garden children comprehend clouds, how they construct cloud-related conceptual schemes and how they manage, restructure and transform these schemes in different social circumstances. The research sample consisted of sixteen (16) public urban-area kinder-garden students in the vicinity of Western Greece. The data collection has been done using expanded, open type, conversations between the sample’s children in pairs and the researcher. The observation, analysis and presentation of results has been done using Rogoff’s “three foci approach” (personal, interpersonal, contextual or cultural-institutional focus of analysis). Through those results, beyond conceptual schemes, the way that socio-cultural and historical elements and tools intercede in children thinking and the process of structuring it, is highlighted. It can be concluded that, through the studied perspective, we are led to an expanded and holistic approach of the sample’s children thinking, which is detached from the strictly conceptual viewpoint. The outcome of the Master Thesis research results has highlighted the important research potentials of the sociocultural approach in theoretical, empirical and didactic level.