Tesis por compendio / El hidrógeno es un portador de energía que ya ha demostrado su capacidad para reemplazar el petróleo como combustible. Sin embargo, los medios de producción actualmente en uso siguen siendo altamente emisores de gases de efecto invernadero. La foto-electrólisis del agua es un proceso que, a partir de la energía solar, separa los compuestos elementales del agua como el hidrógeno y el oxígeno utilizando un semiconductor con propiedades físicas adecuadas. La hematita (¿-Fe2O3) es un material prometedor para esta aplicación debido a su estabilidad química y su capacidad para absorber una porción significativa de la luz (con una banda prohibida entre 2.0 - 2.2 eV). A pesar de estas propiedades ventajosas, existen limitaciones intrínsecas al uso de óxido de hierro para la descomposición fotoelectroquímica del agua. La primera restricción es la posición de su banda de conducción que es menor que el potencial de reducción de agua. Esta limitación se puede superar mediante la adición en serie de un segundo material, en tándem, que absorberá una parte complementaria del espectro solar y llevar a los electrones a un nivel de energía más alto que el potencial para la liberación de hidrógeno. El segundo obstáculo proviene del desacuerdo entre la corta longitud de difusión de los portadores de carga y la profundidad de penetración larga de la luz. Por lo tanto, es necesario controlar la morfología de los electrodos de hematita en una escala de tamaño similar a la longitud de transporte del orificio. En esta tesis, se introduce un nuevo concepto para mejorar el rendimiento fotoelectroquímico de la hematita. Usando el método hidrotermal depositamos capas delgadas de hematita dopada con Cr en sustratos de vidrio conductivo. También se ha preparado por medios electroquímicos una heterounión del tipo p-CuSCN/n-Fe2O3 depositando secuencialmente una capa de ¿-Fe2O3 y una película de CuSCNsobre sustratos de FTO (SnO2: F).Finalmente, se ha preparado células solares de perovskitas y óxido de hierro. Para ello se depositó una capa delgada, densa y uniformede óxido de hierro (¿-Fe2O3) como capa de transporte de electrones (ETL) en lugar de dióxido de titanio (TiO2) que se utiliza convencionalmente en las células fotovoltaicas perovskitastipoCH3NH3PbI3 (SGP). Este último dispositivo mostró un aumento en la fotocorriente del 20% y un IPCE30 veces mayor que la hematita simple, lo que sugiere una mejor conversión de las longitudes de onda por encima de 500 nm. Palabras clave: Fotoelectroquímica, división de agua, producción de hidrógeno, evolución de oxígeno, semiconductores de óxido de metal, hematita, óxido de hierro, nanoestructuras / Hydrogen is an energy carrier that has already demonstrated its ability to replace oil as a fuel. However, the means of production currently used remain highly emitting greenhouse gases. Photo-electrolysis of water is a process that uses solar energy to separate the elemental compounds of water such as hydrogen and oxygen using a semiconductor with adequate physical properties. Hematite (¿-Fe2O3) is a promising material for this application because of its chemical stability and ability to absorb a significant portion of light (with a band-gap between 2.0 - 2.2 eV). Despite these advantageous properties, there are intrinsic limitations to the use of iron oxide for the photoelectrochemical cracking of water. The first constraint is the position of its conduction band, which is lower than the water reduction potential. This constraint can be overcome by the addition in series of a second material, in tandem, which will absorb a complementary part of the solar spectrum and bring the electrons to a higher energy level than the potential of hydrogen release. The second obstacle comes from the disagreement between the short diffusion length of the charge carriers and the long light penetration depth. It is therefore necessary to control the morphology of the hematite electrodes on a scale of similar size to the transport length of the hole. In this thesis a new concept is introduced to improve the photoelectrochemical performances. Using the hydrothermal method we deposited thin layers of Cr-doped hematite on conductive glass substrates. We also electrochemically prepared a p-CuSCN / n-Fe2O3 heterojunction by sequentially depositing ¿-Fe2O3 and CuSCN films on FTO (SnO2: F) substrates. Finally, we have used uniform and dense thin layers of iron oxide (¿-Fe2O3) as an electron transport layer (ETL) in place of titanium dioxide (TiO2) conventionally used in photovoltaic cells based on perovskites CH3NH3PbI3 (PSC). This latter concept showed a 20% increase of the photocurrent and an IPCE 30 times greater than the simple hematite, suggesting better conversion of high wavelengths (> 500 nm). Keywords: Photoelectrochemistry, Water Splitting, Hydrogen Production, Oxygen Evolution, MetalOxide Semiconductors, Hematite, Iron Oxide, Nanostructures, Surface. / L'hidrogen és un proveïdor d'energia que ja ha demostrat la seva capacitat per reemplaçar el petroli com a combustible, però els mitjans de producció actuals continuen essent fortament emissors dels gasos responsables d'efecte hivernacle. La fotoelectròlisi de l'aigua és un procés que, a partir de l'energia solar, separa els compostos elementals d'aigua com l'hidrogen i l'oxigen utilitzant un semiconductor amb propietats físiques adequades. La hematita (¿-Fe2O3) és un material prometedor per a aquesta aplicació a causa de la seva estabilitat química i capacitat d'absorbir una porció significativa de la llum (amb un gap entre 2,0 i 2,2 eV). Malgrat aquestes propietats avantatjoses, hi ha limitacions intrínseques per a l'ús d'òxid de ferro per a la descomposició fotoelectroquímica de l'aigua. La primera restricció és la posició de la seva banda de conducció que és inferior al potencial de reducció d'aigua. Aquesta limitació es pot superar mitjançant l'addició en sèrie d'un segon material, en tàndem, que absorbirà una part complementària de l'espectre solar i portar els electrons a un nivell d'energia més alt que el potencial per a l'alliberament d'hidrogen. El segon obstacle prové del desacord entre la curta durada de la difusió dels portadors de càrrega i la llarga profunditat de penetració de la llum. Per tant, és necessari controlar la morfologia dels elèctrodes d'hematita en una escala de mida similar a la longitud del forat del transport. En aquesta tesi, es presenta un nou concepte per millorar el rendiment fotoelectroquímic. Mitjançant el mètode hidrotermal es van dipositar capes primes de hematita Cr-doped sobre substrats de vidre conductor. També s'han preparat electroquímicamentheterounions de tipus p-CuSCN/n-Fe2O3 dipositant seqüencialment una capa de ¿-Fe2O3 i altra de CuSCN sobre substrats FTO (SnO2: F).Finalment, s'han produït cél·lules solars de perovskitesi óxid de ferro. Per això es va depositaruna capa prima,densai uniforme d'òxid de ferro (¿-Fe2O3) com a capa de transport d'electrons (ETL) en lloc de diòxid de titani (TiO2) que s'utilitza convencionalment en les cèl·lules fotovoltaiques de perovskita híbrida del tipus CH3NH3PbI3 (SGP). Aquest últim dispositiu va mostrar un augment del fotocorrent del 20% i una IPCE30 vegades superior a la hematita simple, la qual cosa suggereix una millor conversió a longitud d'ones per sobre de 500 nm. Paraules clau:Fotoelectroquímica, divisió d'aigua, producció d'hidrogen, evolució d'oxigen, semiconductors d'òxids metàl·lics, hematita, òxid de ferro, nanoestructures. / Bouhjar, F. (2018). Preparation et performance d'une cellule photocatalytique à base d'hématite pour la génération d'hydrogène [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/106345 / Compendio

[ES] Las perovskitas orgánicas-inorgánicas de haluros de metilamonio y plomo y sus mezclas han mostrado propiedades optoelectrónicas óptimas como absorbente ideal para aplicaciones fotovoltaicas. Los dispositivos solares basados en perovskita han evolucionado rápidamente, desde una eficiencia del 3.9% en 2009, al 22.7% en 2017 y con un coste de fabricación más bajo que las células solares de silicio. Una desventaja del uso de absorbentes de perovskita en dispositivos fotovoltaicos es su baja estabilidad. Las células con un alto rendimiento, pierden su eficiencia y se degradan rápidamente. Para poder producir estos materiales industrialmente es necesario realizar estudios en profundidad que mejoren la eficiencia y estabilidad. Una vía de mejora es la ingeniería composicional, estrategia que hemos empleado en la elaboración de esta tesis y que consiste en la investigación y mejora de las propiedades optoelectrónicas y morfológicas, derivadas de la sustitución y/o combinación de cationes y aniones, que constituyen el material de perovskita. Se sintetizaron polvos puros de perovskita de I, Br, Cl, a partir de los cuales se prepararon capas puras y mixtas MAPbX3-xYx, con el objetivo de mejorar sus propiedades optoelectrónicas y estructurales. Los análisis de difracción de rayos X mostraron las propiedades estructurales de los polvos cristalinos y capas puras y mixtas. Los análisis de UV-vis y fotoluminiscencia mostraron que el rango de absorción varía a lo largo del espectro visible en función del contenido del haluro en las capas. Los análisis de fotoluminiscencia y calorimetría diferencial de barrido muestran los cambios de fase de las perovskitas puras a distintas temperaturas, coincidiendo dichos cambios en ambos análisis. El análisis FESEM de las perovskitas puras mostró las diferencias morfológicas entre los polvos y capas. Siguiendo esta línea de investigación, se estudiaron con más detalle las perovskitas mixtas de yodo-bromo, con un contenido de bromo de hasta el 33%, consiguiendo ajustar el bandgap para evitar pérdidas en la absorción y mejorar las propiedades optoelectrónicas, estructurales y morfológicas. A pesar de las buenas propiedades optoelectrónicas de las perovskitas de metilamonio, el catión orgánico disminuye su estabilidad, lo que llevó a investigar otros cationes inorgánicos. Las perovskitas de cesio son una alternativa prometedora, y por esta razón hemos sintetizado capas finas de perovskitas de cesio mixtas, CsPbBr3-xIx, para determinar los efectos que produce la sustitución parcial del yodo en las propiedades físicas y la estabilidad. Se obtuvieron capas con una buena resistencia a la humedad y temperatura, favoreciendo su aplicación en el campo fotovoltaico. Se ha estudiado la sustitución parcial del catión de metilamonio con otros cationes orgánicos, como el guanidinio e imidiazolio. Se demostró que pequeñas cantidades de guanidinio mejoran la estabilidad de las capas y su morfología. Se estableció el límite de solubilidad del guanidinio en el 20%, aproximadamente, y se determinó la estructura cristalina de las mezclas. La intensidad del pico de fotoluminiscencia aumentó para mezclas por debajo del límite de solubilidad. Se obtuvieron resultados similares para la sustitución del metilamonio con pequeñas cantidades de imidazolio. Los análisis de rayos X establecieron el límite de solubilidad en aproximadamente el 10% y una mejora en la cristalinidad. Los resultados de fotoluminiscencia sugieren que pequeñas cantidades de imidazolio reducen significativamente las recombinaciones no radiativas, actuando como un pasivador efectivo. Finalmente, se muestra el proceso de fabricación de dispositivos basados en MAPbI3 y sintetizados en función de las condiciones ambientales y empleando el dietil éter como anti-solvente. Los dispositivos mostraron una eficiencia máxima del 14.73%. Se ha probado que la oxidación del spiro-OMeTAD, bajo condiciones cont / [FR] Les perovskites orgàniques-inorgàniques de halurs de metilamoni i plom i les seues mescles han mostrat propietats optoelectròniques òptimes com a absorbent ideal per a aplicacions fotovoltaiques. Els dispositius solars basats en perovskita han evolucionat ràpidament, passant d'una eficiència del 3.9% en 2009, fins al 22.7% en 2017, i amb un cost de fabricació més baix que les cèl·lules solars de silici. No obstant això, un dels desavantatges de l'ús de absorbents de perovskita és la baixa estabilitat. En general, les cèl·lules que mostren un alt rendiment, perden la seua eficiència i es degraden ràpidament. Per a que aquestos materials puguen ser produits industrialment a gran escala és necessari estudiar-los en profunditat per millorar la eficiència i estabilitat. Una de les vies de millora és l'enginyeria composicional, estratègia que hem emprat en l'elaboració d'aquesta tesi i que consisteix en la investigació i la millora de les propietats optoelectròniques i morfològiques, derivades de la substitució i/o combinació de cations i anions, que constitueixen el material de perovskita. S'han sintetitzat pols purs de perovskita per a I, Br, Cl, a partir d'els quals es van preparar capes pures i mixtes MAPbX3-xYx per a millorar les propietats optoelectròniques i estructurals. Mitjançant anàlisi de difracció de raigs X, s'estudiaren les propietats estructurals del pols cristalins i capes pures i mixtes. Els anàlisis d'UV-vis i fotoluminiscència, mostren que el rang d'absorció varia al llarg de l'espectre visible en funció del contingut de l'halur. Les anàlisis de fotoluminiscència i calorimetria diferencial mostren els canvis de fase de les perovskites pures a diferents temperatures, coincidint aquestos canvis en totes dues anàlisis. L'anàlisi FESEM de les perovskites pures, mostra les diferències morfològiques entre els pols i capes. Seguint aquesta línia d'investigació, s'estudiaren les perovskites mixtes de iode-brom, amb un contingut de brom de fins el 33%, ajustant el bandgap per a evitar pèrdues en l'absorció i millorar les propietats optoelectròniques, estructurals i morfològiques. Malgrat les bones propietats optoelectròniques de les perovskites de metilamoni, el catió orgànic disminueix la estabilitat, la qual cosa ha portat a investigar l'ús d'altres cations inorgànics. Les perovskites de cesi són una alternativa prometedora, i per aquesta raó hem sintetitzat capes fines de perovskites de cesi mixtes, CsPbBr3-xIx, per tal de determinar els efectes de la substitució parcial del iode en les propietats físiques i l'estabilitat. Es van obtenir capes amb una bona resistència a la humitat i a la temperatura, afavorint la seua aplicació en el camp fotovoltaic. S'ha estudiat també la substitució parcial del catió de metilamoni amb altres cations orgànics, com el guanidini i imidiazoli. S'ha demostrat que petites quantitats de guanidini milloren l'estabilitat i la morfologia de les capes. S'ha establert que el límit de solubilitat del guanidini es del 20%, aproximadament, i s'ha determinat l'estructura cristal·lina de les mescles. S'ha observat un augment en la intensitat del pic de fotoluminiscència per a mescles per sota del límit de solubilitat. Es van obtenir resultats similars per a la substitució del metilamoni amb petites quantitats de imidazoli. Les anàlisis de difracció de raigs X van establir el límit de solubilitat en aproximadament el 10% i una millora en la cristalinitat. Els resultats de fotoluminiscència suggereixen que petites quantitats de imidazoli redueixen les recombinacions no radiatives, actuant com un pasivador efectiu. Finalment, es mostra el procés de fabricació de dispositius basats en MAPbI3 i sintetitzats en funció de les condicions ambientals, especialment la humitat relativa i utilitzant el dietil èter com anti-solvent. Els dispositius van mostrar una eficiència màx / [EN] Organic-inorganic methylammonium lead halides perovskites and their mixtures have shown optimal optoelectronic properties as an ideal absorber for photovoltaic applications. In the last decade, solar devices based on perovskite have evolved rapidly, going from an initial efficiency of only 3.9% in 2009, to an efficiency of 22.7% in 2017 and being, at the same time, more cost-effective than silicon solar cells. However, one of the main disadvantages when using perovskite absorbents in photovoltaic devices is their low stability. In general, cells that show high performance lose their efficiency and degrade rapidly. For these materials to be scalable it is necessary to carry out in-depth studies aiming at improved efficiency and stability. One of the main sources to improve stability and efficiency is compositional engineering, a strategy employed in the elaboration of this thesis, consisting of the investigation and improvement of the optoelectronic and morphological properties, derived from the substitution and / or combination of cations and anions, which constitute the perovskite material. Pure powders of perovskite were synthesized, for I, Br, Cl, from which pure and mixed MAPbX3-xYx films were prepared in order to improve their optoelectronic and structural properties. By means of X-ray diffraction analysis, the structural properties of crystalline powders and pure and mixed films were studied. Employing UV-vis and photoluminescence analysis, it was observed that the absorption range varied along the visible spectrum as a function of the halide content in the thin films. Both, photoluminescence and differential scanning calorimetry analysis showed the changes of phase of the pure perovskites at different temperatures. FESEM characterization of the pure perovskites showed the morphological differences between the powders and the films. Following this line of research, mixed perovskites of iodine-bromine with a bromine content of up to 33% were studied in more detail. The bandgap was tuned to avoid significant losses in absorption and improve the optoelectronic, structural and morphological properties. Despite the excellent optoelectronic properties of the methylammonium perovskite, the presence of the organic cation decreases its stability, which prompted research into the use of other inorganic cations. Cesium perovskites, are a very promising alternative, and for this reason we synthesized thin films of mixed cesium perovskites, CsPbBr3-xIx, to determine the effects of the partial substitution of iodine on physical properties and stability. Films with a very good resistance to moisture and temperature were obtained, which will favor the application of this type of perovskites in the photovoltaic field. The partial replacement of the methylammonium cation with other organic cations, such as guanidinium and imidiazolium, was also studied, showing that small amounts of guanidinium significantly improve the stability of the films and their morphology. It was established that the solubility limit of guanidinium is approximately 20%, and the crystalline structure of the mixtures was determined. An increase in the intensity of the photoluminescence peak for mixtures below the solubility limit was observed. Similar results were obtained for the substitution of methylammonium with small amounts of imidazolium. X-ray diffraction analyzes established the solubility limit at approximately 10% and an improvement in crystallinity. Photoluminescence results suggest that small amounts of imidazolium significantly reduce nonradiative recombinations, acting as an effective passivator. Finally, the manufacturing process of devices based on MAPbI3 and synthesized according to environmental conditions, especially relative humidity and using diethyl ether as anti-solvent is shown. The devices presented a maximum efficiency of 14.73%, proving that the oxidation of spiro-OMeTAD, under controlled humidity conditions, can improve efficiency. / Vega Fleitas, E. (2018). Study and Characterization of Hybrid Organic-Inorganic Perovskites for Solar Cells Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/113402

[ES] Desde hace una década se esta investigando intensamente la forma de mejorar la eficiencia de conversión de energía (PCE) de las células solares de silicio (Si) y reducir sus precios. Sin embargo, a pesar de las mejoras obtenidas, la fabricación de células solares de Si sigue siendo costosa y puede rebajarse usando materiales en forma de capa fina. Por ello la búsqueda de materiales absorbentes alternativos, no tóxicos, abundantes en la naturaleza y con buenos rendimientos de conversión se ha intensificado en los últimos años. Entre los diferentes materiales absorbentes el sulfuro de estaño (SnS), con una banda prohibida de 1.3 eV cercana a la óptima, es un candidato adecuado para la conversión fotovoltaica. Pero para células experimentales de SnS el rendimiento alcanzado hasta ahora es de 4.6%, que es mucho menos que el PCE para dispositivos de silicio, mientras que entre otras células híbridas (orgánicas-no orgánicas) como la perovskita de metilamonio de plomo y yodo (MAPbI3) se demuestra que es un candidato adecuado con PCE que alcanza un valor del 23%. Aparte de la estabilidad, uno de los problemas para la comercialización de células de MAPbI3 es la naturaleza tóxica del plomo (Pb). Por este motivo, se ha utilizado el análisis numérico para revisar los parámetros de diseño de las células solares de perovskita híbrida sustituyendo el absorbente MAPbI3 por MASnI3 y estudiar el efecto del resto de parámetros de diseño en el rendimiento de estas células solares. Hay varios softwares de simulación disponibles que se utilizan para el análisis numérico de células solares. En este trabajo hemos usamos un software llamado "A Solar Cell Capacitance Simulator" (SCAPS), está disponible de forma gratuita y es muy popular entre la comunidad científica y tecnológica. Para lograr un diseño efectivo para una célula solar eficiente, se propuso una aproximación numérica basada en la mejora de la PCE de una célula solar experimental. Esto se hizo reproduciendo los resultados para la célula solar diseñada experimentalmente en un entorno SCAPS con estructura p-SnS / n-CdS con una eficiencia de conversión del 1,5%. Después de la reproducción de los resultados experimentales, el rendimiento del dispositivo se optimizó ajustando el grosor de la capa absorbente y la capa tampón, la el tiempo de vida de los portadores minoritarios, la concentración del dopado en las capas absorbente, tampón y en la capa de la ventana. Mediante la optimización gradual de los parámetros del dispositivo, se alcanzó un valor de 14.01% en PCE de células solares diseñadas con SCAPS con arquitectura p-SnS / n-CdS / n-ZnO. A partir del análisis, se encontró que la PCE de una célula solar depende en gran medida de la concentración de dopaje de la capa absorbente, el espesor de la capa absorbente y los defectos de la interfaz. Sobre la base de los resultados obtenidos, se realizó un análisis para determinar el efecto de la recombinación de la interfaz en el rendimiento de las células solares y cómo se puede controlar. Para realizar esta tarea, se realizó un análisis para la selección de la capa tampón adecuada para la célula solar de perovskita metilamonio de estaño y yodo (MASnI3) y se encontró que el PCE de la célula solar también depende de la alineación de la banda entre el absorbedor y la capa de tampón. Por otra parte, se ha propuesto una nueva estructura para la célula solar de perovskita libre de Pb (contacto posterior / MASnBr3 / MASnI3 /CdZnS / FTO) con un PCE de 18.71% para un espesor del absorbedor de 500 nm y una concentración de dopado en el aceptor de 1x1016 cm-3. Los resultados obtenidos en esta tesis proporcionarán una guía para que los investigadores experimentales puedan construir células solares más eficientes. / [CA] Des de fa una dècada s'està investigant intensament la forma de millorar l'eficiència de conversió d'energia (PCE) de les cèl·lules solars de silici (Si) i reduir els seus preus. No obstant això, tot i les millores obtingudes, la fabricació de cèl·lules solars de Si segueix sent costosa i pot rebaixar-se usant materials en forma de capa fina. Per això la recerca de materials absorbents alternatius, no tòxics, abundants en la naturalesa i amb bons rendiments de conversió s'ha intensificat en els últims anys. Entre els diferents materials absorbents, el sulfur d'estany (SnS), amb una banda prohibida de 1.3 eV propera a l'òptima, és un candidat adequat per a la conversió fotovoltaica. Però per a cèl·lules experimentals de SnS el rendiment assolit fins ara és de 4.6%, que és molt menor que el PCE per a dispositius de silici, mentre que entre altres cèl·lules híbrides (orgàniques-no orgàniques) com la perovskita de metilamonio de plom i iode ( MAPbI3) es demostra que és un candidat adequat amb PCE que arriba a un valor del 23%. A part de l'estabilitat, un dels problemes per a la comercialització de cèl·lules de MAPbI3 és la naturalesa tòxica del plom (Pb). Per aquest motiu, s'ha utilitzat l'anàlisi numèrica per revisar els paràmetres de disseny de les cèl·lules solars de perovskita híbrida substituint l'absorbent MAPbI3 per MASnI3 i estudiar l'efecte de la resta de paràmetres de disseny en el rendiment d'estes cèl·lules solars. Hi ha diversos programaris de simulació disponibles que s'utilitzen per a l'anàlisi numèric de cèl·lules solars. En aquest treball hem fem servir un programari anomenat "A Solar Cell Capacitance Simulator" (SCAPS), està disponible de forma gratuïta i és molt popular entre la comunitat científica i tecnològica. Per aconseguir un disseny efectiu per a una cèl·lula solar eficient, es va proposar una aproximació numèrica basada en la millora de la PCE d'una cèl·lula solar experimental. Això es va fer reproduint els resultats per a la cèl·lula solar dissenyada experimentalment en un entorn SCAPS amb estructura p-SnS / n-CdS amb una eficiència de conversió de l'1,5%. Després de reproduir els resultats experimentals, el rendiment del dispositiu es va optimitzar ajustant el gruix de la capa absorbent y de la capa tampó, el temps de vida dels portadors minoritaris, la concentració del dopatge en les capes absorbent, tampó i en la capa finestra. Mitjançant l'optimització gradual dels paràmetres del dispositiu, es va assolir un valor de 14.01% en PCE de cèl·lules solars dissenyades experimentalment en SCAPS amb arquitectura p-SnS / n-CdS / n-ZnO. A partir de l'anàlisi, es va trobar que la PCE d'una cèl·lula solar depèn en gran mesura de la concentració de dopatge de la capa absorbent, el gruix de la capa absorbent i els defectes de la interfície. D'altra banda, es va realitzar una anàlisi per determinar l'efecte de la recombinació de la interfície en el rendiment de les cèl·lules solars i com es pot controlar. Per realitzar aquesta tasca, es va realitzar una anàlisi per a la selecció de la capa tampó adequada per a la cèl·lula solar de perovskita de metilamoni d'estany i iode (MASnI3) i es va trobar que el PCE de la cèl·lula solar també depèn de l'alineació de la banda entre l'absorbidor i la capa de tampó. / [EN] A decade of extensive research has been conducted to enhance the power conversion efficiency (PCE) of silicon (Si) solar cells and to cut their prices short. But still, the fabrication of Si solar cells are costly. So, to reduce the fabrication cost of the solar cell search for alternate earth abundant and non-toxic absorber materials is thriving. Among different absorber materials tin sulfide (SnS) is found to be a suitable candidate for the non-organic solar cell with a band gap of 1.3 eV. But the PCE achieved for SnS is 4.6% that is far less from the PCE of (Si), whereas among other organic non-organic solar cells like methylammonium lead halide perovskite ({\rm MAPbI}_3) is proven to be a suitable candidate with PCE reaching to a value of 23%. The problem with the commercialization of {\rm MAPbI}_3 is due to the toxic nature of lead (Pb). So, in dealing with these issues of solar cell numerical analysis can play a key role as numerical analysis allows flexibility in the design of realistic problem and experimentation with different hypotheses can easily be performed. Complete set of device characteristic can often be easily generated by consuming less amount of time and effort. Because of this reason numerical analysis was used to revisit solar cells design parameters and the effect of solar cell physical parameters on solar cell performance. There are various simulation software's available that are used for solar cell numerical analysis. Here in this work, we used Solar cell capacitance simulator (SCAPS) software, it is freely available and is most popular among the research community. To achieve effective design for efficient solar cell a numerical guide was proposed based on which PCE of an experimental designed solar cell can be enhanced. This was done by reproducing results for the experimentally designed solar cell in SCAPS environment with structure p-SnS/n-CdS having a conversion efficiency of 1.5%. After reproduction of experimental results device performance was optimized by varying thickness of (absorber layer, buffer layer), minority carrier lifetime, doping concentration (absorber, buffer), and adding window layer. By stepwise optimization of device parameters, PCE of an experimental designed solar cell in SCAPS with architecture p-SnS/n-CdS/n-ZnO was reached to a value of 14.01%. From the analysis, it was found that PCE of a solar cell is highly depended upon doping concentration of the absorber layer, the thickness of the absorber layer and interface defects. Based on the results evaluated an analysis was performed for tin based organic non-organic methylammonium tin halide perovskite solar cell ({\rm MASnI}_3) to find the effect of interface recombination on solar cell performance and how it can be governed. The reason for this transition from SnS to {\rm MASnI}_3 was because {\rm MASnI}_3 can be fabricated simply by spin-coating methylammonium iodide (MAI) over SnS layer. To perform this task analysis was performed for the selection of suitable buffer layer for Pb free methylammonium tin halide perovskite solar cell ({\rm MASnI}_3) and it was found that PCE of the solar cell is also depended upon band alignment between absorber and buffer layer. Based on the results a new structure was proposed for Pb free perovskite solar cell (Back\ contact/{\rm MASnBr}_3/{\rm MASnI}_3/CdZnS/FTO) with PCE of 18.71% for absorber thickness of 500 nm and acceptor doping concentration of 1x10^{16}\ {\rm cm}^3. The results achieved in this thesis will provide an imperative guideline for researchers to design efficient solar cells. / Baig, F. (2019). Numerical analysis for efficiency enhancement of thin film solar cells [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/118801

[ES] Las energía solar fotovoltaica ha emergido como una fuente de energía nueva y sostenible, que es ecológica y rentable si la producción es a gran escala. En el escenario actual, los dispositivos fotovoltaicos económicos y de alta eficiencia de conversión sin que se degraden sus componentes están bien posicionados para la generación de electricidad. Las células solares basadas en silicio dominan este mercado desde hace muchos años. Para la fabricación y producción de células solares basadas en silicio, se requieren sofisticadas técnicas de fabricación que hacen que el panel solar sea costoso. Por otra parte estan las células solares de película delgada, las cuales, debido a la intensificación de las capacidades de fabricación están ganando importancia. La tecnología de película delgada es una de las tecnologías más rentables y eficientes para la fabricación de células solares, y es un tema de intensa investigación en la industria fotovoltaica. La tecnología de película delgada es más económica que otras tecnologías porque los dispositivos utilizan menos material y están basados en varios tipos de materiales semiconductores que absorben la luz. Entre estos materiales, las células solares de kesterita que utilizan CZTS, CZTSe y sus aleaciones CZTSSe pueden convertirse en el reemplazo óptimo a los absorbentes de calcopirita. Estos materiales presentan unas características ópticas y eléctricas sobresalientes y tienen un gap óptico directo con una banda prohibida que oscila entre 1,4\ eV\ y 1,5\ eV y un coeficiente de absorción, \alpha>{10}^4{cm}^{-1}. Estas características han propiciado que las kesteritas esten siendo muy investigadas por la comunidad fotovoltaica de películas delgadas. De acuerdo con el límite de Shockley-Queisser, la eficiencia de conversión para una célula solar basada en CZTS\ es alrededor del 28%. Esta eficiencia es teóricamente posible mediante el ajuste de la banda prohibida, pero aún así, todavia no se ha podido alcanzar experimentalmente, probablemente debido a la falta de comprensión de las características de los dispositivos.Para una mejor comprensión de las características de los dispositivos, la modelación numérica puede jugar un papel importante al perimitir estudiar diferentes estructuras de dispositivos que pueden ahorrar tiempo y costos a la comunidad científico-técnica. En este trabajo, se ha llevado a cabo una modelazación numérica para estimar y analizar el efecto de parámetros físicos como el espesor y la concentración de dopado de la capa absorbente, la capa tampón y las capas ventana, además de estudiar el efecto de la temperatura y el efecto de la potencia de iluminación del sol en el rendimiento del dispositivo. El análisis numérico de los dispositivos se realizó con el software de simulación denominado "Solar Cell Capacitance Simulator" (SCAPS-1D). Para ello se analizó una estructura simple p-n-n^+ usando molibdeno como contacto posterior y FTO como ventana óptica y contacto frontal y siguiendo la secuencia de materiales Mo/CZTS/CdS/ZnO/FTO. A través del análisis, se estudió el rendimiento de las células solares con la variación en el espesor del absorbente para encontrar el espesor óptimo de la capa absorbente. También se estudió el efecto de la concentración del dopado y de la función de trabajo del metal. Después de la visualización de una estructura de dispositivo básica en SCAPS-1D, se modelo una célula solar experimental basada en CZTS. Los resultados de las células solares CZTS diseñados experimentalmente se simularon por primera vez en el entorno SCAPS-1D. Los resultados simulados de SCAPS-1D se compararon con los resultados experimentales. Después de la optimización de los parámetros de la celda, se incrementó la eficiencia de conversión de un dispositivo optimizado y, a partir del modelado, se descubrió que el rendimiento del dispositivo mejora al aumentar el tiempo de vida de los porta / [CA] L'energia solar fotovoltaica ha emergit com una font d'energia nova i sostenible, que és ecològica i rendible si la producció és a gran escala. En l'escenari actual, els dispositius fotovoltaics econòmics i de gran eficiència de conversió estan ben posicionats per a la generació d'electricitat neta i sostenible. Les cèl·lules solars basades en silici dominen aquest mercat des de fa molts anys. Per a la fabricació i producció de cèl·lules solars basades en silici, es requereixen tècniques de fabricació sofisticades que fan que el panell solar sigui costós. Per altra banda estan les cel·les solars de capa fina, que estan guanyant importància a causa de l'intensificació de les capacitats de fabricació. La tecnologia de capa fina és una de les tecnologies més rentables i eficients per a la fabricació de cel solars, i és un tema d'intensa investigació en la fotovoltaica industrial. La tecnologia de capa fina és més econòmica que altres tecnologies perquè els dispositius utilitzen menys material i estan basats en diversos tipus de materials semiconductors que absorbeixen la llum. Entre aquests materials, les cèl·lules solars de kesterita que utilitzen CZTS, CZTSe i les seves aleacions CZTSSe poden convertir-se en el reemplaçament òptim als absorbents de calcopirita. Aquests materials presenten unes característiques òptiques i elèctriques sobresalientes i tenen un gap òptic directe amb una banda prohibida que oscil·la entre 1,4eV i 1,5eV i un coeficient d'absorció, \alpha>{10}^4{cm}^{-1}. Aquestes característiques han propiciat que les Les kesteritas estan sent molt investigades per la comunitat fotovoltaica de capes primes. D'acord amb el límit de Shockley-Queisser, l'eficiència de conversió per a una cel·la solar basada en CZTS és d'aproximadament 28%. Aquesta eficiència és teòricament possible a través de l'ajust de la banda prohibida, però tot i així, encara no s'ha pogut assolir experimentalment, probablement a causa de la incomprensió del funcionament dels dispositius. Per a una millor comprensió de les característiques i funcionament dels dispositius, la modelització numèrica pot jugar un paper important al permetre estudiar diferents estructures de sistemes que poden estalviar temps i costos a la comunitat científica-tècnica. En aquest treball, s'ha dut a terme una modelització numèrica per estimar i analitzar l'efecte de paràmetres físics com l'espessor i la concentració de dopatge de la capa absorbent, la capa tampó i la capa finestra, a més d'estudiar l'efecte de la temperatura i l'efecte de la potència d'il·luminació del sol en el rendiment del dispositiu. L'anàlisi numèrica dels dispositius es va realitzar amb el programari de simulació denominat "Solar Cell Capacitance Simulator" (SCAPS-1D). Per això es va analitzar una estructura senzilla p-n-n^+ utilitzant molibdé com contacte posterior i FTO com a finestra òptica i contacte frontal i seguint la seqüència de materials Mo/CZTS/CdS/ZnO/FTO. A través de l'anàlisi, es va estudiar el rendiment de les cel·les solars amb la variació en l'espessor de l'absorbent per trobar l'espessor òptim de la capa absorbent. També es va estudiar l'efecte de la concentració del dopatge i de la funció de treball del metall. Després de la visualització d'una estructura de dispositiu bàsic en SCAPS-1D, es model una cel·la solar experimental basada en CZTS. Els resultats de les cel·les solars CZTS dissenyats experimentalment es simularen per primera vegada en l'entorn SCAPS-1D. Els resultats simulats de SCAPS-1D es van comparar amb els resultats experimentals. Després de l'optimització dels paràmetres de la celda, es va incrementar l'eficiència de conversió d'un dispositiu optimitzat i, a partir del modelatge, es va descobrir que el rendiment del dispositiu es millora a l'augmentar la vida útil dels minoritaris, cosa que es aconsegueix amb la incorporació d'un camp elèctric a la superfície del con / [EN] The solar cell has emerged as a newer and a relatively sustainable energy source, that is eco-friendly and cost-effective if the production is on a larger scale. In the current scenario, the economic and high-power conversion efficiency photovoltaic devices without degradation of materials are designed for the generation of electricity. The silicon-based solar cells dominated the market for many years. For the manufacturing and production of silicon-based solar cells, sophisticated fabrication techniques are required that make the solar panel costly. Due to intensification in manufacturing capabilities, thin film solar cells are gaining significance. Thin film technology is one of the most cost-effective and efficient technologies for the manufacturing of solar cells, and it is an excellent subject of intense research in the photovoltaic industry. Thin film technology is economical than other technologies because devices have relatively less material and are based on various types of light absorbing semiconductor materials. Among these materials, kesterite solar cells utilizing CZTS, CZTSe and their alloys CZTSSe are emerging as the most auspicious replacement for the chalcopyrite absorbers. The outstanding electrical and optical features having direct optical band gap ranges among 1.4eV to 1.5eV and large absorption coefficient \alpha\ >{10}^4{cm}^{-1} of CZTS have made it very interesting in the thin film community. According to the Shockley-Queisser limit, the optimum conversion efficiency of around 28\ % is theoretically possible from a CZTS based solar cell by tuning the band gap, but still, it is not experimentally possible to achieve 28% conversion efficiency from a solar cell due to lack of understanding of device characteristics. For a better understanding of device characteristics, numerical modeling can play a significant role by modeling different device structures that can save time and cost of the research community. In this work, numerical modeling was carried out for estimating and analyzing the effect of physical parameters such as thickness and doping concentration of absorber, buffer and window layers, temperature effect and effect of illumination power of the sun on device performance. Device modeling had performed on the dedicated simulation software "Solar Cell Capacitance Simulator" (SCAPS-1D). To achieve this task first, a simple {p-n-n}^+ structure for Mo/CZTS/CdS/ZnO/FTO had been analyzed with molybdenum as back contact and FTO as a front contact. Through analysis, it had been found that solar cell performance was affected by variation in absorber thickness, doping concentration, and metal work function. After visualization of a basic device structure in SCAPS-1D, CZTS based experimental solar cell had been modeled. Experimentally designed CZTS solar cell results were first simulated in SCAPS-1D environment. The SCAPS-1D simulated results were then compared with experimental results. After optimization of cell parameters, the conversion efficiency of an optimized device was increased and from modeling, it had been found that device performance was improved by improving minority carrier lifetime and integration of back surface field at the back contact. Based on the results presented, it was found that recombination in a solar cell can greatly affect the performance of a solar cell. Therefore, a new structure (Back\ contact/CFTS/ZnS/Zn(O,S)/FTO) was modeled and analyzed in which interface recombination is reduced by optimizing the band gap of Zn(O,S) layer. Based on different device structure modeling, it was found that solar cell with structure CFTS/ZnS/Zn(O,S)/FTO can exhibit an efficiency of 26.11% with optimized physical parameters like absorber thickness layer of 4\mu m and acceptor concentration density of 2\times{10}^{18}\ {cm}^{-3}. The proposed results will give a valuable guideline for the feasible fabrication and designing of high-power conversion efficiency solar cells. / Khattak, YH. (2019). Modeling of High Power Conversion Efficiency Thin Film Solar Cells [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/118802

Tesis por compendio / [EN] Healthcare domain produces and consumes big quantities of people's health data. Although data exchange is the norm rather than the exception, being able to access to all patient data is still far from achieved. Current developments such as personal health records will introduce even more data and complexity to the Electronic Health Records (EHR). Achieving semantic interoperability is one of the biggest challenges to overcome in order to benefit from all the information contained in the distributed EHR. This requires that the semantics of the information can be understood by all involved parties. It has been stablished that three layers are needed to achieve semantic interoperability: Reference models, clinical models (archetypes), and clinical terminologies. As seen in the literature, information models (reference models and clinical models) are lacking methodologies and tools to improve EHR systems and to develop new systems that can be semantically interoperable. The purpose of this thesis is to provide methodologies and tools for advancing the use of archetypes in three different scenarios: - Archetype definition over specifications with no dual model architecture native support. Any EHR architecture that directly or indirectly has the notion of detailed clinical models (such as HL7 CDA templates) can be potentially used as a reference model for archetype definition. This allows transforming single-model architectures (which contain only a reference model) into dual-model architectures (reference model with archetypes). A set of methodologies and tools has been developed to support the definition of archetypes from multiple reference models. - Data transformation. A complete methodology and tools are proposed to deal with the transformation of legacy data into XML documents compliant with the archetype and the underlying reference model. If the reference model is a standard then the transformation is a standardization process. The methodologies and tools allow both the transformation of legacy data and the transformation of data between different EHR standards. - Automatic generation of implementation guides and reference materials from archetypes. A methodology for the automatic generation of a set of reference materials is provided. These materials are useful for the development and use of EHR systems. These reference materials include data validators, example instances, implementation guides, human-readable formal rules, sample forms, mindmaps, etc. These reference materials can be combined and organized in different ways to adapt to different types of users (clinical or information technology staff). This way, users can include the detailed clinical model in their organization workflow and cooperate in the model definition. These methodologies and tools put clinical models as a key part of the system. The set of presented methodologies and tools ease the achievement of semantic interoperability by providing means for the semantic description, normalization, and validation of existing and new systems. / [ES] El sector sanitario produce y consume una gran cantidad de datos sobre la salud de las personas. La necesidad de intercambiar esta información es una norma más que una excepción, aunque este objetivo está lejos de ser alcanzado. Actualmente estamos viviendo avances como la medicina personalizada que incrementarán aún más el tamaño y complejidad de la Historia Clínica Electrónica (HCE). La consecución de altos grados de interoperabilidad semántica es uno de los principales retos para aprovechar al máximo toda la información contenida en las HCEs. Esto a su vez requiere una representación fiel de la información de tal forma que asegure la consistencia de su significado entre todos los agentes involucrados. Actualmente está reconocido que para la representación del significado clínico necesitamos tres tipos de artefactos: modelos de referencia, modelos clínicos (arquetipos) y terminologías. En el caso concreto de los modelos de información (modelos de referencia y modelos clínicos) se observa en la literatura una falta de metodologías y herramientas que faciliten su uso tanto para la mejora de sistemas de HCE ya existentes como en el desarrollo de nuevos sistemas con altos niveles de interoperabilidad semántica. Esta tesis tiene como propósito proporcionar metodologías y herramientas para el uso avanzado de arquetipos en tres escenarios diferentes: - Definición de arquetipos sobre especificaciones sin soporte nativo al modelo dual. Cualquier arquitectura de HCE que posea directa o indirectamente la noción de modelos clínicos detallados (por ejemplo, las plantillas en HL7 CDA) puede ser potencialmente usada como modelo de referencia para la definición de arquetipos. Con esto se consigue transformar arquitecturas de HCE de modelo único (solo con modelo de referencia) en arquitecturas de doble modelo (modelo de referencia + arquetipos). Se han desarrollado metodologías y herramientas que faciliten a los editores de arquetipos el soporte a múltiples modelos de referencia. - Transformación de datos. Se propone una metodología y herramientas para la transformación de datos ya existentes a documentos XML conformes con los arquetipos y el modelo de referencia subyacente. Si el modelo de referencia es un estándar entonces la transformación será un proceso de estandarización de datos. La metodología y herramientas permiten tanto la transformación de datos no estandarizados como la transformación de datos entre diferentes estándares. - Generación automática de guías de implementación y artefactos procesables a partir de arquetipos. Se aporta una metodología para la generación automática de un conjunto de materiales de referencia de utilidad en el desarrollo y uso de sistemas de HCE, concretamente validadores de datos, instancias de ejemplo, guías de implementación , reglas formales legibles por humanos, formularios de ejemplo, mindmaps, etc. Estos materiales pueden ser combinados y organizados de diferentes modos para facilitar que los diferentes tipos de usuarios (clínicos, técnicos) puedan incluir los modelos clínicos detallados en el flujo de trabajo de su sistema y colaborar en su definición. Estas metodologías y herramientas ponen los modelos clínicos como una parte clave en el sistema. El conjunto de las metodologías y herramientas presentadas facilitan la consecución de la interoperabilidad semántica al proveer medios para la descripción semántica, normalización y validación tanto de sistemas nuevos como ya existentes. / [CA] El sector sanitari produeix i consumeix una gran quantitat de dades sobre la salut de les persones. La necessitat d'intercanviar aquesta informació és una norma més que una excepció, encara que aquest objectiu està lluny de ser aconseguit. Actualment estem vivint avanços com la medicina personalitzada que incrementaran encara més la grandària i complexitat de la Història Clínica Electrònica (HCE). La consecució d'alts graus d'interoperabilitat semàntica és un dels principals reptes per a aprofitar al màxim tota la informació continguda en les HCEs. Açò, per la seua banda, requereix una representació fidel de la informació de tal forma que assegure la consistència del seu significat entre tots els agents involucrats. Actualment està reconegut que per a la representació del significat clínic necessitem tres tipus d'artefactes: models de referència, models clínics (arquetips) i terminologies. En el cas concret dels models d'informació (models de referència i models clínics) s'observa en la literatura una mancança de metodologies i eines que en faciliten l'ús tant per a la millora de sistemes de HCE ja existents com per al desenvolupament de nous sistemes amb alts nivells d'interoperabilitat semàntica. Aquesta tesi té com a propòsit proporcionar metodologies i eines per a l'ús avançat d'arquetips en tres escenaris diferents: - Definició d'arquetips sobre especificacions sense suport natiu al model dual. Qualsevol arquitectura de HCE que posseïsca directa o indirectament la noció de models clínics detallats (per exemple, les plantilles en HL7 CDA) pot ser potencialment usada com a model de referència per a la definició d'arquetips. Amb açò s'aconsegueix transformar arquitectures de HCE de model únic (solament amb model de referència) en arquitectures de doble model (model de referència + arquetips). S'han desenvolupat metodologies i eines que faciliten als editors d'arquetips el suport a múltiples models de referència. - Transformació de dades. Es proposa una metodologia i eines per a la transformació de dades ja existents a documents XML conformes amb els arquetips i el model de referència subjacent. Si el model de referència és un estàndard llavors la transformació serà un procés d'estandardització de dades. La metodologia i eines permeten tant la transformació de dades no estandarditzades com la transformació de dades entre diferents estàndards. - Generació automàtica de guies d'implementació i artefactes processables a partir d'arquetips. S'hi inclou una metodologia per a la generació automàtica d'un conjunt de materials de referència d'utilitat en el desenvolupament i ús de sistemes de HCE, concretament validadors de dades, instàncies d'exemple, guies d'implementació, regles formals llegibles per humans, formularis d'exemple, mapes mentals, etc. Aquests materials poden ser combinats i organitzats de diferents maneres per a facilitar que els diferents tipus d'usuaris (clínics, tècnics) puguen incloure els models clínics detallats en el flux de treball del seu sistema i col·laborar en la seua definició. Aquestes metodologies i eines posen els models clínics com una part clau del sistemes. El conjunt de les metodologies i eines presentades faciliten la consecució de la interoperabilitat semàntica en proveir mitjans per a la seua descripció semàntica, normalització i validació tant de sistemes nous com ja existents. / Boscá Tomás, D. (2016). DETAILED CLINICAL MODELS AND THEIR RELATION WITH ELECTRONIC HEALTH RECORDS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62174 / Compendio

[EN] ABSTRACT This thesis is focused on optimizing the methodology for measuring urban noise in the city of Valencia. We work from short-term noise levels at three locations with different traffic conditions. The first location has heavy traffic conditions and it is located at Av. Puerto. The second location is characterized by medium traffic conditions and it is located on Dolores Marques Street, 39. The last location, corresponding to low traffic conditions, is located at the Polytechnic University of Valencia. The measurements correspond to the continuous equivalent sound pressure level of one minute duration (LAeq,1min). The database comprises the results of continuous noise monitoring for several weeks in the three places mentioned. Noise levels were measured for 10 weeks at the heavy traffic location, and 15 weeks at the ones with medium and low traffic. Measurements are carried out in whole weeks, including weekdays and weekends. So as to improve the study of measurement techniques and optimize collection of urban traffic noise data, several specific objectives are pursued: First: To choose a particular day from the night, day and evening periods, so that measurements will be as faithful as possible to the reality of urban traffic noise in the city of Valencia. Second: To choose the particular time in each period to get the best estimation of the weekly equivalent sound level. Third: To choose how long the measurement must be. Fourth: To differentiate results including only weekdays, from those also including weekends or holidays. In short, we must choose the proper day to perform the measurements, the proper time and the proper duration. The results of this thesis will allow to create noise maps of the city of Valencia using few resources. Noise maps allow us to quantify exposure to noise in particular cities and to implement local action plans to reduce noise emitted by road traffic. / [ES] RESUMEN La presente tesis doctoral trata de contribuir a la optimización de la metodología de medición de ruido urbano en la ciudad de Valencia. Para ello se parte de medidas de niveles sonoros de corta duración en tres localizaciones caracterizadas por condiciones de tráfico distinto. La primera localización corresponde a condiciones de tráfico denso y está situada en la Av. de Puerto. El segundo escenario se caracteriza por condiciones de tráfico medio y se ubica en la C\ Dolores Marqués 39. La última localización, correspondiente a condiciones de tráfico escaso, se sitúa en la Universidad Politécnica de Valencia. Las medidas corresponden a los niveles sonoros de una semana de duración en continuo de niveles equivalentes ponderados A de un minuto de duración (Leq,1min). Todos los resultados se calculan para las tres localizaciones mencionadas y para cada una de las semanas de medición. Se obtienen 10 semanas de medición para la localización de tráfico denso, y 15 semanas para los escenarios de tráfico medio y escaso. Las medidas se realizan en semanas completas considerando los días laborables y también los periodos de los fines de semana. Dentro del objetivo general de contribución al estudio de las técnicas de medición y optimización de la toma de datos de ruido de tráfico urbano, son varios los objetivos concretos que se persiguen: 1º- Obtención del día de la semana en las franjas horarias night, day y evening, cuyas mediciones reflejen mejor la realidad del ruido de tráfico urbano en la ciudad de Valencia. 2º- Elección de la hora del día en cada periodo en la que realizar las mediciones, de modo que se obtenga la mejor la estimación del nivel sonoro equivalente semanal. 3º- Dentro de cada una de las horas, obtención del tiempo de medida necesario en la toma de los datos. 4º- Diferenciación entre los resultados obtenidos al considerar en las mediciones únicamente los días laborables, o al incluir también los fines de semana o festivos. A la vista de los objetivos planteados, como resultado del estudio se debe obtener el mejor día de la semana en el que realizar las mediciones, la mejor hora del día en cada periodo (day, evening y night) y el tiempo con que programar los sonómetros en la toma de los datos. Con ello se posibilitará, en el marco de lucha contra la contaminación acústica, la elaboración de mapas de ruido fidedignos de la ciudad de Valencia con una minimización de los recursos. La elaboración de estos mapas permite evaluar la exposición al ruido en las ciudades, y facilita la aplicación de planes de acción a nivel local y el establecimiento de medidas para reducir los ruidos emitidos por el tráfico rodado. / [CA] RESUM La present tesi doctoral tracta de contribuir a l'optimizació de la metodologia de mesurament de soroll urbà a la ciutat de València. Per a açò es parteix de mesures de nivells sonors de curta durada en tres localitzacions caracteritzades per condicions de tràfic diferent. La primera localització correspon a condicions de trànsit dens i està situada a l'Avinguda del Port. El segon escenari es caracteritza per condicions de tràfic mitjà i se situa al carrer Dolores Marquès 39. L'última localització, corresponent a condicions de tràfic escàs, se situa a la Universitat Politècnica de València. Les mesures corresponen als nivells sonors d'una setmana de durada en continu de nivells equivalents ponderats A d'un minut de durada (Leq,1min). Tots els resultats es calculen per a les tres localitzacions esmentades i per a cadascuna de les setmanes de mesurament. S'obtenen 10 setmanes de mesurament per a la localització de trànsit dens, i 15 setmanes per als escenaris de tràfic mitjà i escàs. Les mesures es realitzen en setmanes completes considerant els dies laborables i també els períodes dels caps de setmana. Dins de l'objectiu general de contribució a l'estudi de les tècniques de mesurament i optimització de la presa de dades de soroll de tràfic urbà, són diversos els objectius concrets que es persegueixen: 1º- Obtenció del dia de la setmana en les franges horàries night, day i evening, els mesuraments de les quals reflecteixen millor la realitat del soroll de tràfic urbà en la ciutat de València. 2º- Elecció de l'hora del dia, en cada período, en la qual realitzar els mesuraments, de manera que s'obtinga la millor estimació del nivell sonor equivalent setmanal. 3º- Dins de cadascuna de les hores, obtenció del temps de mesura necessari en la presa de les dades. 4º- Diferenciació entre els resultats obtinguts en considerar en els mesuraments únicament els dies laborables, o en incloure també els caps de setmana o festius. A la vista dels objectius plantejats, com a resultat de l'estudi, s'ha d'obtenir el millor dia de la setmana en el qual realitzar els mesuraments, la millor hora del dia en cada període (day, evening i night) i el temps amb què programar els sonòmetres en la presa de les dades. Amb açò es possibilitarà, en el marc de lluita contra la contaminació acústica, l'elaboració de mapes de soroll fidedignes de la ciutat de València amb una minimització dels recursos. L'elaboració d'aquests mapes permet avaluar l'exposició al soroll a les ciutats i facilita l'aplicació de plans d'acció a nivell local i l'establiment de mesures per a reduir els sorolls emesos pel tràfic rodat. / Hueso Navarro, MDC. (2016). Contribución al estudio de las técnicas de medición del nivel sonoro en distintos escenarios urbanos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62216

[EN] The selection of appropriate species in a reforestation project has always been a complex decision-making problem in which, due mostly to government policies and other stakeholders, not only economic criteria but also other environmental issues interact. Climate change has not usually been taken into account in traditional reforestation decision-making strategies and management procedures. Moreover, there is a lack of agreement on the percentage of each one of the species in reforestation planning, which is usually calculated in a discretionary way. In this context, a multicriteria technique has been developed in order to improve the process of selecting species for reforestation in the Mediterranean region of Spain. A hybrid Delphi-AHP methodology is proposed, which includes a consistency analysis in order to reduce random choices. As a result, this technique provides a percentage distribution of the appropriate species to be used in reforestation planning, bearing in mind the climate-change related criteria promoted by the European Commission. / [ES] La selección de especies en una repoblación forestal constituye un complejo problema de toma de decisiones, donde interactúan no sólo criterios económicos sino también otros aspectos medioambientales, impuestos en muchos casos desde políticas gubernamentales o grupos de presión. El cambio climático no ha sido tenido en cuenta en las estrategias tradicionales de toma de decisiones en las repoblaciones. Es más, hay actualmente una falta de consenso acerca del peso que cada especie debe tener en la reforestación multiespecífica, el cual se calcula normalmente de un modo discrecional. En este contexto, se desarrolla aquí una técnica multicriterio para mejorar el proceso de selección de especies en una reforestación localizada en el área Mediterránea. Se propone, pues, una metodología híbrida Delphi-AHP, la cual incluye un análisis de consistencia para reducir las elecciones aleatorias. Como resultado, esta técnica proporciona un porcentaje de distribución de las especies apropiadas para ser utilizadas en la planificación de la reforestación, teniendo en cuenta criterios de cambio climático, tal y como recomienda la Comisión Europea. / [CA] La selecció d'espècies en una repoblació forestal constituïx un complex problema de presa de decisions, on interactúen no sols criteris econòmics sinó també altres aspectes mediambientals, impostos en molts casos des de polítiques governamentals o grups de pressió. El canvi climàtic no ha sigut tingut en compte en les estratègies tradicionals de presa de decisions en les repoblacions. És més, hi ha actualment una falta de consens sobre el pes que cada espècies ha de tindre en la reforestació multiespecífica, el qual es calcula normalment d'una manera discrecional. En este context, es desenrotlla ací una técnica multicriterio per a millorar el procés de selecció d'espècies en una reforestació localitzada en l'àrea Mediterrània. Es proposa, doncs, una metodología híbrida Delphi-AHP, la qual inclou una anàlisi de consistencia per a reduir les eleccions aleatòries. Com a resultat, esta técnica proporciona un percentatge de distribució de les espècies apropiades per a ser utilitzades en la planificació de la reforestació, tenint en compte criteris de canvi climàtic, tal com recomana la Comissió Europea. / González Utrillas, NV. (2016). Priorización de especies para los proyectos de repoblación forestal incorporando criterios de cambio climático en el Parque Natural Serra de Mariola [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62326

Tesis por compendio / [ES] La necesidad de confinar y manipular micro-objetos tiene aplicaciones en múltiples áreas de la ciencia y tecnología. Actualmente, existen diversas técnicas para lograr este objetivo, y una de las más destacadas es el uso de las llamadas pinzas ópticas, que se han convertido en una herramienta ampliamente utilizada en laboratorios de todo el mundo. Este trabajo de investigación se centra en el fascinante campo del atrapamiento y manipulación de micro-objetos, con un enfoque destacado en la combinación de elementos ópticos difractivos y la técnica de pinzas ópticas. Esta combinación permite un aumento de la versatilidad de los sistemas experimentales de pinzas ópticas. Los avances presentados en esta tesis tienen aplicaciones en una amplia gama de campos, desde la nanotecnología hasta la biología celular. Como lentes difractivas implementadas en los sistemas de pinzas ópticas, se introducen las lentes difractivas Kinoform basadas en la secuencia aperiódica m-Bonacci. Estas lentes permiten atrapar múltiples partículas simultáneamente y manipularlas tridimensionalmente en dos planos focales diferentes, lo que amplía significativamente las posibilidades de investigación y desarrollo en diversas disciplinas. Además, se aborda la generación de múltiples trampas ópticas mediante lentes Kinoform cuadrifocales basadas en otra secuencia aperiódica conocida como Silver Mean, permitiendo atrapar partículas en cuatro planos focales de manera simultánea. Este avance mejora significativamente la versatilidad de los sistemas de pinzas ópticas. Adicionalmente el uso de vórtices multiplexados en un sistema de pinzas ópticas, permite atrapar de manera independiente múltiples partículas y transferir momento angular. Estos avances abren nuevas posibilidades en la construcción de micromotores y aplicaciones de micro-ensamblaje. Un efecto asociado a las trampas ópticas es la generación de microburbujas, en la actualidad estas se han convertido en objeto de estudio debido a la facilidad de generación y a sus posibles aplicaciones como agentes de transporte de partículas o micro-objetos. Aprovechando este efecto en esta tesis se implementa una técnica de atrapamiento que emplea fuerzas termoforéticas en la captura y manipulación de microburbujas en líquidos. Esto constituye otro avance importante en el campo del atrapamiento tridimensional. Por último, se desarrolla un laboratorio virtual utilizando COMSOL Multiphysics para simular el atrapamiento acústico, lo que permite a los estudiantes interactuar con el sistema y comprender mejor este fenómeno. Este enfoque educativo proporciona herramientas valiosas para la comprensión y análisis de la manipulación de partículas, lo que beneficia a los estudiantes de pre-grado y grado interesados en este campo. En conjunto, todos estos avances representan contribuciones significativas en el campo del atrapamiento y manipulación de partículas, en particular a través de las pinzas ópticas, promoviendo el progreso tecnológico y científico en diversas disciplinas y brindando oportunidades educativas para futuras generaciones de investigadores y científicos. A lo largo del desarrollo de esta tesis, se han creado nuevos elementos difractivos que superan ciertas limitaciones y aumentan las capacidades de las pinzas ópticas, abriendo nuevas perspectivas de aplicación para tecnologías preexistentes. / [CA] La necessitat de confinar i manipular microobjectes té aplicacions a múltiples àrees de la ciència i la tecnologia. En l'actualitat, hi ha diverses tècniques per assolir aquest objectiu, i una de les més destacades és l'ús de les anomenades pinces òptiques, que han esdevingut una eina molt utilitzada en laboratoris de tot el món. Aquest treball de recerca se centra en el fascinant camp de la captura i la manipulació de microobjectes, destacant la combinació d'elements òptics difractius i la tècnica de les pinces òptiques. Aquesta combinació permet augmentar la versatilitat dels sistemes experimentals de pinces òptiques. Els avenços presentats en aquesta Tesi tenen aplicacions en una àmplia gamma de camps, des de la nanotecnologia a la biologia cel·lular. Com a lents difractives implementades en sistemes de pinces òptiques, es presenten les lents difractives Kinoform basades en la seqüència aperiòdica m-Bonacci. Aquestes lents permeten atrapar simultàniament múltiples partícules i manipular-les tridimensionalment en dos plans focals diferents, fet que amplia significativament les possibilitats de recerca i desenvolupament en diverses disciplines. A més, s'aborda la generació de múltiples trampes òptiques utilitzant lents Kinoform quadrifocals basades en una altra seqüència aperiòdica coneguda com a Silver Mean, que permet atrapar partícules en quatre plans focals simultàniament. Aquest avenç millora significativament la versatilitat dels sistemes de pinces òptiques. A més, l'ús de vòrtexs multiplexats en un sistema de pinces òptiques permet atrapar múltiples partícules de manera independent i transferir el moment angular. Aquests avenços obren noves possibilitats en la construcció de micromotors i aplicacions de microassemblatge. Un efecte associat a les trampes òptiques és la generació de microbombolles, actualment aquestes s'han convertit en objecte d'estudi a causa de la facilitat de generació i de les seves potencials aplicacions com a agents de transport de partícules o microobjectes. Aprofitant aquest efecte, aquesta Tesi implementa una tècnica d'atrapament que utilitza forces termoforètiques en la captura i manipulació de microbombolles en líquids. Això constitueix un altre avenç important en el camp de l'atrapament tridimensional. Finalment, es desenvolupa un laboratori virtual utilitzant COMSOL Multiphysics per simular l'atrapament acústic, cosa que permet als estudiants interactuar amb el sistema i comprendre millor aquest fenomen. Aquest enfocament educatiu proporciona eines valuoses per a la comprensió i l'anàlisi de la manipulació de partícules, cosa que beneficia els estudiants de grau i postgrau interessats en aquest camp. En conjunt, tots aquests avenços representen contribucions significatives al camp de l'atrapament i la manipulació de partícules, particularment a través de pinces òptiques, promovent el progrés tecnològic i científic en diverses disciplines i proporcionant oportunitats educatives per a futures generacions d'investigadors i científics. Al llarg del desenvolupament d'aquesta Tesi, s'han creat elements difractius nous que superen certes limitacions i augmenten les capacitats de les pinces òptiques, obrint noves perspectives d'aplicació per a tecnologies preexistents. / [EN] The need to confine and manipulate micro-objects has applications in multiple areas of science and technology. Currently, there are several techniques to achieve this goal, and one of the most prominent is the use of the so-called optical tweezers, which have become a widely used tool in laboratories around the world. This research work focuses on the fascinating field of micro-object capture and manipulation, highlighting the combination of diffractive optical elements and the optical tweezers technique. This combination allows to increase the versatility of the experimental optical tweezers systems. The advances presented in this thesis have applications in a wide range of fields, from nanotechnology to cell biology. As diffractive lenses implemented in optical tweezers systems, Kinoform diffractive lenses based on the aperiodic m-Bonacci sequence are presented. These lenses allow multiple particles to be trapped simultaneously and manipulated three-dimensionally in two different focal planes, which significantly expands the possibilities for research and development in various disciplines. In addition, the generation of multiple optical traps is addressed using quadrifocal Kinoform lenses based on another aperiodic sequence known as Silver Mean, which allows particles to be trapped in four focal planes simultaneously. This advance significantly improves the versatility of optical tweezer systems. In addition, the use of multiplexed vortices in an optical tweezer system allows multiple particles to be trapped independently and angular momentum to be transferred. These advances open up new possibilities in micromotor construction and microassembly applications. One effect associated with optical traps is the generation of microbubbles, currently these have become an object of study due to the ease of generation and their potential applications as transport agents for particles or micro-objects. Taking advantage of this effect, this thesis implements an trapping technique that employs thermophoretic forces in the capture and manipulation of microbubbles in liquids. This constitutes another important advance in the field of three-dimensional trapping. Finally, a virtual laboratory is developed using COMSOL Multiphysics to simulate acoustic trapping, allowing students to interact with the system and better understand this phenomenon. This educational approach provides valuable tools for the understanding and analysis of particle manipulation, benefiting undergraduate and graduate students interested in this field. Taken together, all of these advances represent significant contributions to the field of particle trapping and manipulation, particularly through optical tweezers, promoting technological and scientific progress in various disciplines and providing educational opportunities for future generations of researchers and scientists. Throughout the development of this thesis, new diffractive elements have been created that overcome certain limitations and increase the capabilities of optical tweezers, opening new application perspectives for pre-existing technologies. / We acknowledge the financial support from Ministerio de Ciencia e Innovación (grants PID2019-107391RB-I00 and PID2022-1142407NB-I00), Generalitat Valenciana (grant PROMETEO/2019/048 and CI-PROM/2022/30), and Universitat Politècnica de València (PAID-01-20-25), Spain. We acknowledge the financial support from CONACyT (grant A1-S-28440). / Muñoz Pérez, FM. (2024). Diseño y caracterización experimental de sistemas de atrapamiento y manipulación de micro-objetos mediante técnicas ópticas, térmicas y acústicas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203436 / Compendio

En la tesi Històries de paraula plàstica, intentem fer una incursió sobre la utilització del llenguatge escrit i de la narració d'històries en el camp de les arts visuals. En aquest sentit, la incorporació del registre verbal en el discurs artístic va implicar un gir ja en les primeres avantguardes i, des d'aleshores, la paraula s'ha convertit en un recurs més dels processos plàstics de creació actual. D'aquesta manera i prenent com a punt de partida una revisió històrica sobre la imbricació del llenguatge en l'objecte artístic, descobrirem cóm el cartell publicitari va ser el gran iniciador d'aquesta relació. Assenyalar que al llarg del treball citarem un conjunt d'artistes que desenvolupen la seua concepció de l'art com un sistema de comunicació, deixant de banda el discurs purament objectual i formalista. Repassarem cóm la tipografia, els suports, l'escriptura a mà o la composició i la disposició del text han afectat a les possibilitats creatives. Acabant aquest apartat amb el repàs de dos artistes que fan ús de l'escriptura en les seues obres: Robert Frank i Shirin Neshat. Seguint amb un recull de creadors que aprofiten les tècniques publicitàries per enviar missatges. Frases plenes de contingut i dissenyades per a l'espai públic com les de Guerrilla Girls, Bàrbara Kruger o Jenny Holzer. Es tracta d'artistes que per mitjà de les estratègies del món publicitari, la cultura de masses, el cartellisme, etcètera, han utilitzat el llenguatge com a instrument de mediació, per tal de transformar l'art en un signe social i qüestionar valors establerts sobre la identitat ètnica, sexual o la diversitat cultural. Poc a poc, les paraules han anat estenent-se i convertint-se en frases més llargues, per aquest motiu estudiarem la lectura com a vehicle per a entendre i el text com a element facilitador de la comprensió i del gaudiment d'una obra. El camí seguit fins ara, ens fa necessari introduir el segon element que per a nosaltres ajudarà en la comprensió de les històrie / Vilar García, S. (2007). Històries de paraula plàstica. Contar històries mitjançant la imatge i el text en el discurs artístic contemporani [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1903

En el presente trabajo se ha realizado una contribución al estudio de la cuantificación de la radiación de las paredes de la estructura en sistemas de caja cerrada, estableciendo una relación de la respuesta vibroacústica de este tipo de sistemas radiantes con las características del material de construcción, tales como el modulo de Young, el amortiguamiento, o la densidad. Para abordar el problema se plantea el acople mecano-acústico entre los diferentes elementos del sistema radiante. Idealmente, en los sistemas radiantes compuestos de altavoces montados sobre un recinto acústico o caja, las paredes de la caja deberían de ser infinitamente rígidas y con movimiento nulo. Sin embargo, en la realidad la experiencia demuestra que las paredes se comportan como placas vibrantes bajo la acción de las presiones interiores y contribuyen a la radiación final de sonido del sistema, sobre todo en el rango de las bajas frecuencias. Para conseguir el objetivo propuesto, en primer lugar se han realizado una serie de medidas experimentales sobre unos modelos de caja cerrada con y sin altavoz. En la fase experimental se ha estudiado el comportamiento vibracional de las paredes de la estructura mediante análisis modal y medidas de vibración, y la respuesta sonora del sistema altavoz, aire interior y estructura, acoplado mediante medidas de presión e intensidad acústicas. A continuación, y en base a los resultados experimentales, se han implementado unos modelos numéricos de un sistema altavoz, aire interior y estructura. Se concluye que la estructura colorea la respuesta sonora del sistema en todo el rango de frecuencia estudiado, debido a resonancias o vibraciones forzadas de la misma. / Segura Alcaraz, JG. (2009). Cuantificación de la radiación de la estructura en sistemas de caja cerrada [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4343