نانوسولار

كانت شركة نانوسولار مطورة لتكنولوجيا الطاقة الشمسية . طوّرت الشركة، التي تتخذ من سان خوسيه بولاية كاليفورنيا مقرًا لها، عملية تصنيع خلايا شمسية قابلة للطباعة منخفضة التكلفة، وقامت بتسويقها لفترة وجيزة . بدأت الشركة ببيع ألواح CIGS الرقيقة في منتصف ديسمبر 2007، وخططت لبيعها بسعر 99 سنتًا للواط، وهو سعر أقل بكثير من سعر السوق آنذاك. إلا أن أسعار الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري انخفضت بشكل ملحوظ خلال السنوات اللاحقة، مما قلل من ميزة التكلفة التي كانت تتمتع بها نانوسولار. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} وبحلول فبراير 2013، سرحت نانوسولار 75% من موظفيها. ^{[ 5 ]} وبدأت الشركة ببيع معداتها في مزاد علني في أغسطس 2013. ^{[ 6 ]} وصرح مارتن روشايسن، المؤسس المشارك لشركة نانوسولار، على مدونته الشخصية أن الشركة "فشلت تجاريًا في نهاية المطاف"، وأنه لن يدخل هذا المجال مرة أخرى بسبب بطء دورة التطوير، ومشاكل الإنتاج المعقدة، وتأثيرات إنتاج الطاقة الشمسية الصينية الرخيصة. ^{[ 7 ]} أنتجت شركة نانوسولار في نهاية المطاف أقل من 50 ميغاواط من الطاقة الشمسية على الرغم من جمعها أكثر من 400 مليون دولار من الاستثمارات. ^{[ 8 ]}

تأسست شركة نانوسولار عام ٢٠٠٢، ويقع مقرها الرئيسي في سان خوسيه، كاليفورنيا . تلقت الشركة تمويلًا من عدد من المستثمرين في مجال التكنولوجيا، من بينهم بنشمارك كابيتال ، ومور دافيدو فنتشرز، ولاري بيج وسيرجي برين ، مؤسسا جوجل . حصلت نانوسولار على أكبر مبلغ في جولة تمويل رأس المال المخاطر لشركات التكنولوجيا الأمريكية خلال الربع الثاني من عام ٢٠٠٦، حيث بلغ تمويلها الجديد ١٠٠ مليون دولار أمريكي. ^{[ ٩ ]} كما حصلت على أكبر مبلغ تمويل لأي شركة خاصة في عام ٢٠٠٨ (٣٠٠ مليون دولار أمريكي في الربع الأول).

خططت شركة نانوسولار لبناء منشأة إنتاج ضخمة في سان خوسيه، وفي ألمانيا في لوكنفالده ( برلين )، ^{[ 10 ]} بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ 430 ميغاواط . وقد استثمرت العديد من شركات الطاقة ورأس المال الاستثماري الألمانية بكثافة في هذه الشركة نتيجةً للجدوى الاقتصادية المواتية للطاقة الشمسية في ألمانيا بفضل الدعم الحكومي. ^{[ 11 ]}

في 12 ديسمبر 2007، أعلنت الشركة ^{[ 12 ]} أنها بدأت إنتاج الخلايا الشمسية في مصنعها في سان خوسيه، على أن يبدأ تشغيل مصنعها في ألمانيا في الربع الأول من عام 2008. وكانت الشركة قد صرحت في عام 2006 أن مصنع سان خوسيه، عند اكتمال بنائه، سيتمكن من إنتاج 430 ميغاواط من الخلايا سنوياً. ^{[ 13 ]}

في 18 ديسمبر 2007، بدأت الشركة بشحن أولى ألواحها الشمسية لمحطة توليد طاقة بلدية بقدرة ميغاواط واحد في ألمانيا. ^{[ 14 ]}

في 17 فبراير 2012، أعلنت شركة نانوسولار عن تحقيقها قدرة إنتاجية تبلغ 115 ميغاواط، وحصولها على تمويل إضافي بقيمة 20 مليون دولار لتوسيع طاقتها التصنيعية، وكفاءة فتحة الخلايا الشمسية الرقيقة وفقًا لمعايير المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) بنسبة 17.1%. ^{[ 15 ]} وكانت هذه القدرة الإنتاجية تزيد قليلًا عن ربع القدرة المتوقعة البالغة 430 ميغاواط قبل ست سنوات.

في 19 يناير 2012، عُيّنت يوجينيا كوراليس، نائبة الرئيس التنفيذي السابقة للهندسة والعمليات، رئيسةً تنفيذيةً للشركة، خلفًا للرئيس التنفيذي جيف تيت الذي عاد إلى التقاعد. وكان تيت يشغل منصب الرئيس التنفيذي لشركة نانوسولار منذ 22 مارس 2010، بعد أن عُيّن رئيسًا تنفيذيًا مؤقتًا نظرًا لخبرته في قيادة شركة نحو الإنتاج بكميات كبيرة عندما كان رئيسًا تنفيذيًا لشركة رامبوس. ^{[ 16 ]} وقد حلّ تيت محل المؤسس المشارك مارتن روشايسن، الذي شغل منصب رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي للشركة على مدى السنوات الثماني الماضية؛ ولم يُذكر سبب رحيل روشايسن. ^{[ 17 ]}

في 25 يونيو 2012، عيّنت شركة نانوسولار ثلاثة مديرين تنفيذيين جدد في مجال المبيعات والتسويق: ستيفان هانسن، نائب الرئيس التنفيذي للمبيعات العالمية؛ وروي شو، رئيس مبيعات أمريكا الشمالية؛ وستيفان زشايغنر، نائب رئيس التسويق العالمي. قبل انضمامه إلى نانوسولار، قاد هانسن قسم المبيعات الأوروبية في شركة فيرست سولار لأكثر من سبع سنوات. يتمتع شو بخبرة تزيد عن 25 عامًا في إدارة المبيعات في قطاع الطاقة الشمسية. وكان آخر منصب شغله مدير مبيعات الولايات المتحدة الأمريكية في شركة جينكو سولار ، وهي شركة عالمية لتصنيع الألواح الكهروضوئية، تنتج سبائك بلورية، ورقائق، وخلايا، وألواح كهروضوئية أحادية ومتعددة البلورات. قبل انضمامه إلى جينكو سولار، كان رئيسًا للمبيعات الغربية في شركة صن تك سولار، وهي شركة عالمية لإنتاج وحدات الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون. أما زشايغنر، فكان آخر منصب شغله نائب رئيس إدارة المنتجات والتطبيقات العالمية في شركة فيرست سولار، حيث ركز على حلول الأسواق الناشئة ، ومكونات النظام، وإدارة منتجات الوحدات.

في 11 سبتمبر 2012، عيّنت شركة نانوسولار كارل ستيجيل رئيسًا ومديرًا تنفيذيًا للعمليات. وغادرت يوجينيا كوراليس الشركة لمتابعة مشاريع أخرى. قبل انضمامه إلى نانوسولار، أمضى ستيجيل أكثر من 30 عامًا في مجال الإدارة والاستشارات الدولية في شركة آي بي إم، حيث عمل مع شركات تصنيع عالمية مدرجة ضمن قائمة فورتشن 500 ، من بينها إنتل، وهيتاشي، وإيه بي بي، وتومسون، وسيمنز، وسوني، وماكيسون، وغيرها.

استخدمت الشركة تقنية الأغشية الرقيقة لتصنيع الخلايا الشمسية CIGS ، وهي تقنية تتضمن مادة شبه موصلة مصنوعة من النحاس والإنديوم والغاليوم والسيلينيوم ، وحققت كفاءة تصل إلى 19.9% ​​في العينات المختبرية في ذلك الوقت. ^{[ 18 ]}

حظيت تقنية الشركة باعتراف مبكر في مجال الصناعة، حيث نالت جائزة من مجلة "سمول تايمز" في حدث رائد في مجال تقنية النانو عام 2005. ^{[ 19 ]} وقد كُشفت التفاصيل التقنية لتقنيات التصنيع الخاصة بشركة "نانوسولار" في طلبات براءات الاختراع. ^{[ 20 ]} كما نُشرت بعض المعلومات حول عملية التصنيع في مقالٍ نُشر في مجلة "ساينتفك أمريكان " (باللغة الألمانية). ^{[ 21 ]} وتضمنت هذه التفاصيل حبرًا لأشباه الموصلات، زعمت الشركة أنه سيمكنها من إنتاج خلايا شمسية باستخدام عملية طباعة بسيطة، بدلاً من استخدام عمليات ترسيب الأغشية الرقيقة البطيئة والمكلفة التي تعتمد على الفراغ العالي. وقد رُسب الحبر على ركيزة مرنة (الورقة)، ثم اصطفت المكونات النانوية الموجودة في الحبر بشكل صحيح عبر التجميع الذاتي الجزيئي .

تم التحقق من كفاءة الخلايا الشمسية لشركة نانوسولار من قبل المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) حيث بلغت 14.6% في عام 2006، ^{[ 21 ]} و15.3% في عام 2009، ^{[ 22 ]} و17.1% في عام 2011. ^{[ 23 ]} وقيل إن كفاءة الألواح المنتجة آنذاك تتراوح بين 8 و9%، مع وجود خطط لتقديم ألواح بكفاءة تتراوح بين 10 و11% للحصول على شهادة اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) في خريف عام 2010. ^{[ 24 ]}

في سبتمبر 2009، أعلنت شركة نانوسولار عن بدء الإنتاج بمعدل 640 ميغاواط سنويًا؛ ^{[ 25 ]} إلا أن الوصول إلى الإنتاج بكميات كبيرة بعد الإعلان استغرق ستة أشهر إضافية، ^{[ 24 ]} مما حدّ من الإنتاج الفعلي في عام 2009 إلى ما يُقدّر بـ 4 ميغاواط، ^{[ 26 ]} وحتى أغسطس 2010، كان المصنع لا يزال في طور زيادة طاقته الإنتاجية للوصول إلى طاقته المعلنة. ^{[ 27 ]} منذ تعيين الرئيس التنفيذي الجديد جيف تيت، امتنعت الشركة عن مناقشة طاقتها التصنيعية الفعلية، ^{[ 24 ] [ 26 ]} لكنها ذكرت أن هدفها لعام 2010 هو شحن الألواح الشمسية لـ "عدة مشاريع ... بحجم ميغاواط" و"بناء ألواح لمشاريع تم تحديدها والتي يمكن أن تساعد في بناء سجل تشغيلي وجدارتها بالتمويل في عام 2011". ^{[ 24 ]}

طوّرت شركة نانوسولار مجموعة من القدرات الداخلية لإنشاء مكونات نانوية التركيب بالاعتماد على تقنيات مختلفة حاصلة على براءات اختراع وأخرى قيد الحصول عليها. وقد استخدمت هذه المكونات النانوية كأساس لإنشاء أشباه موصلات قابلة للطباعة، وأقطاب كهربائية شفافة قابلة للطباعة، وأشكال مبتكرة لتصميم خلايا شمسية نانوية مركبة متطورة ، وأشكال جديدة فعّالة من الأغشية الحاجزة. ^{[ 28 ]}

بحسب ما صرّحت به الشركة آنذاك، "بالاستفادة من التطورات العلمية الحديثة في مجال المواد النانوية ، طوّرت نانوسولار حبرًا خاصًا بها يُتيح طباعة أشباه الموصلات في الخلايا الشمسية عالية الأداء بسهولة. وقد استند هذا الحبر إلى تطوير نانوسولار لأشكالٍ مختلفة خاصة بها من الجسيمات النانوية ، بالإضافة إلى تقنيات كيميائية عضوية لتشتيت الجسيمات وتقنيات معالجة مناسبة لإنتاج أشباه موصلات ذات جودة إلكترونية عالية." ^{[ 29 ] [ 30 ]}

من بين المزايا التي تتمتع بها هذه التقنية مقارنةً بالتقنيات السابقة، سرعة عملية الطباعة وسهولة ترسيب طبقة متجانسة من الحبر، مما ينتج عنه طبقة بنسبة العناصر الصحيحة في جميع أنحاء الركيزة. كما أن طباعة الحبر تتم فقط في الأماكن المطلوبة، مما يقلل من هدر المواد. وأخيرًا، تتميز مادة الركيزة التي يُطبع عليها الحبر بموصلية كهربائية أعلى بكثير وتكلفة أقل من ركائز الفولاذ المقاوم للصدأ التي تُستخدم غالبًا في الألواح الشمسية الرقيقة.

نجحت هذه الخلايا الشمسية في الجمع بين متطلبات الكفاءة والتكلفة المنخفضة وطول العمر، وصُممت لتكون سهلة التركيب بفضل مرونتها وخفة وزنها. وقدّرت شركة نانوسولار تكلفة هذه الخلايا بما يتراوح بين عُشر وخُمس ^{[ 31 ]} من متوسط ​​سعر الكيلوواط في الصناعة. إلا أن أسعار وحدات الطاقة الشمسية انخفضت بشكل كبير منذ ذلك التوقع في عام 2006. ^{[ 32 ]}

ألمحت الشركة إلى أن خلاياها الشمسية ستدوم لأكثر من 25 عامًا بقولها إنها "تحقق متانة تتوافق مع ضماننا لمدة 25 عامًا". ^{[ 33 ]} كما كلفت الشركة شركة بلاك آند فيتش بإجراء دراسة وجدت أن ضمانها لمدة 25 عامًا يتوافق مع تصميم وحداتها. ^{[ 24 ]}

• قائمة شركات CIGS