(57)【要約】【課題】太陽光発電システムのコーティングされた構成要素およびそれを作製する方法を提供する。【解決手段】構成要素（２００）は、基板（２０４）およびコーティングシステム（２０２）を含む。コーティングシステムは、（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層（２０６）を含む。コーティングシステムはまた、マトリックス（２１２）に埋め込まれた黒色顔料（２１３）を含む最上層（２０８）を含む。マトリックスは、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスの一方である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成要素（２００）であって、
基板（２０４）と、
コーティングシステム（２０２）と、を含み、前記コーティングシステム（２０２）は、
（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層（２０６）と、
マトリックス（２１２）中に埋め込まれた黒色顔料（２１３）を含む最上層（２０８）と、を含み、前記マトリックス（２１２）は、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である、構成要素（２００）。
【請求項２】
前記ベース層（２０６）は、化学式（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎを有する前記（Ｍ１）ＡＸ相を含み、
ｎ＝１、２または３であり、
Ｍ１は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、およびＴａのうちの１つを含み、
Ａは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、およびＰｂのうちの１つを含み、
Ｘは、ＣおよびＮの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の構成要素（２００）。
【請求項３】
前記ベース層（２０６）は、前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物を含み、前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、
Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅのうちの少なくとも１つを含むＭ２と、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、およびＢのうちの少なくとも１つを含むＸと
を含む、請求項１に記載の構成要素（２００）。
【請求項４】
前記ベース層（２０６）は、約３０μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の構成要素（２００）。
【請求項５】
前記最上層（２０８）の外面（５０２）は、最大粗さプロファイル高さＲｚおよびプロファイル不規則性の平均間隔ＲＳｍを有し、Ｒｚは約１０μｍ〜約２００μｍの範囲であり、Ｒｚは０．１にＲＳｍを乗じたものよりも大きい、請求項１に記載の構成要素（２００）。
【請求項６】
前記最上層（２０８）は、少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する、請求項１に記載の構成要素（２００）。
【請求項７】
前記ベース層（２０６）は、前記最上層（２０８）と接触する外面（２１０）を含み、前記外面（２１０）は前記最上層（２０８）と機械的に噛み合うように構成される、請求項１に記載の構成要素（２００）。
【請求項８】
前記最上層（２０８）は、約２μｍ〜約５０μｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の構成要素（２００）。
【請求項９】
太陽光発電システム（１００）であって、
少なくとも１つの熱交換器構成要素（１６０）を含む中央ソーラーレシーバ（１２０）と、
太陽エネルギーを前記中央ソーラーレシーバ（１２０）に向けて反射するように構成された少なくとも１つのヘリオスタット（１８０）と、を含み、前記少なくとも１つの熱交換器構成要素（１６０）は、
基板（２０４）と、
コーティングシステム（２０２）と、を含み、前記コーティングシステム（２０２）は、
（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層（２０６）と、
少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する最上層（２０８）と、を含む、太陽光発電システム（１００）。
【請求項１０】
前記（Ｍ１）ＡＸ相は（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎを含み、
ｎ＝１、２または３であり、
Ｍ１は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、およびＴａのうちの１つを含み、
Ａは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、およびＰｂのうちの１つを含み、
Ｘは、ＣおよびＮの少なくとも一方を含む、請求項９に記載の太陽光発電システム（１００）。
【請求項１１】
前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、
Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅのうちの少なくとも１つを含むＭ２と、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、およびＢのうちの少なくとも１つを含むＸと
を含む、請求項９に記載の太陽光発電システム（１００）。
【請求項１２】
前記ベース層（２０６）は、約３０μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有する、請求項９に記載の太陽光発電システム（１００）。
【請求項１３】
前記最上層（２０８）は、マトリックス（２１２）に埋め込まれた黒色顔料（２１３）を含み、前記マトリックス（２１２）は、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である、請求項９に記載の太陽光発電システム（１００）。
【請求項１４】
前記最上層（２０８）の外面（５０２）は、最大粗さプロファイル高さＲｚおよびプロファイル不規則性の平均間隔ＲＳｍを有し、Ｒｚは約１０μｍ〜約２００μｍの範囲であり、Ｒｚは０．１にＲＳｍを乗じたものよりも大きい、請求項９に記載の太陽光発電システム（１００）。
【請求項１５】
前記最上層（２０８）は、少なくとも９５パーセントの太陽放射吸収係数を有する、請求項９に記載の太陽光発電システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的にはコーティングされた構成要素に関し、より詳細には、太陽光発電システムの構成要素のためのコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくともいくつかの太陽熱技術は、太陽放射を中央タワーレシーバに導くミラー（「ヘリオスタット」とも呼ばれる）を使用して太陽放射を集中させる。中央タワーレシーバ（「中央太陽光発電システム」とも呼ばれる）では、太陽エネルギーは熱として吸収され、電気に変換される。中央タワーレシーバ内には、集めた熱を熱伝達流体に伝達するための熱交換器があり、この熱交換器は、例えば蒸気を生成してタービンを動作させ、電気を生成するための仕事を抽出するために使用される。
【０００３】
典型的な中央太陽光発電システムに導かれたエネルギーの量のために、中央太陽光発電システムは、高い吸収率を保持しながら５００℃以上の動作温度に耐えることができなければならない。高温における中央太陽光発電システムの材料の安定性および材料の吸収率を改善するために、公知の熱交換器管などの中央太陽光発電システムの少なくともいくつかの公知の構成要素は、約４００℃以上の熱処理後にセラミック系材料に変換するポリマー系コーティングを含む。しかしながら、ポリマーからセラミックへの変換は、一般に、全体的なコーティング収縮を伴い、構成要素の構造安定性および／または性能を低下させるミクロおよび／またはマクロクラック構造を生成するおそれがある。
【０００４】
さらに、高温での動作中に、少なくともいくつかの公知のコーティングされた構成要素が酸化され、これが構成要素の性能を妨げる。例えば、熱交換器基板とコーティングとの間の界面に形成される酸化物層は、システムの機械的特性（例えば、機械的接着）および熱伝達（例えば、コーティングの熱伝達係数）に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、ポリマー系コーティングは完全にガラス化することができないので、コーティングの耐酸化性が比較的低くなる。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、構成要素が提供される。構成要素は、基板およびコーティングシステムを含む。コーティングシステムは、（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層を含む。コーティングシステムはまた、マトリックス中に埋め込まれた黒色顔料を含む最上層を含む。マトリックスは、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である。
【０００６】
別の態様では、太陽光発電システムが提供される。太陽光発電システムは、少なくとも１つの熱交換器構成要素を含む中央ソーラーレシーバを含む。太陽光発電システムはまた、中央ソーラーレシーバに向かって太陽エネルギーを反射するように構成された少なくとも１つのヘリオスタットを含む。少なくとも１つの熱交換器構成要素は、基板およびコーティングシステムを含む。コーティングシステムは、（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層を含む。コーティングシステムはまた、少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する最上層を含む。
【０００７】
別の様態では、構成要素を作製する方法が提供される。本方法は、構成要素の基板の外面上にベース層を塗布するステップを含む。ベース層は、（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含む。本方法はまた、ベース層の外面上に最上層を塗布するステップを含む。最上層は、マトリックス中に埋め込まれた黒色顔料を含む。マトリックスは、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】熱交換器構成要素を含む太陽光発電システムの例示的な実施形態の概略図である。
【図２】図１に示す太陽光発電システムと共に使用することができる例示的な熱交換器構成要素の一部分の概略断面図である。
【図３】図１に示す太陽光発電システムと共に使用することができる別の例示的な熱交換器構成要素の一部分の概略断面図である。
【図４】図１に示す太陽光発電システムと共に使用することができる別の例示的な熱交換器構成要素の一部分の概略断面図である。
【図５】図１に示す太陽光発電システムと共に使用することができる別の例示的な熱交換器構成要素の一部分の概略断面図である。
【図６】コーティングされた構成要素を作製する例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の実施形態は、太陽光発電システムに使用される少なくともいくつかのコーティングされた構成要素を上回る利点を提供する。これらの構成要素は、ベース層および最上層を含むコーティングシステムを含む。ベース層は、ＭＡＸ相およびＭＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含み、構成要素の基板を保護するための耐酸化および耐腐食性、ならびに最上層によって吸収されたエネルギーを伝達するための高い熱伝導率に合うように調整される。最上層は、高い吸収率と低い放射率を提供する。
【００１０】
別途指定のない限り、本明細書で使用される「一般に」、「実質的に」、および「およそ」などの近似を表す文言は、そのように修飾された用語が、絶対的または完全な程度ではなく、当業者によって認識されるようなおおよその程度にのみ適用することができることを示している。近似する文言は、それが関連する基本的機能の変更をもたらすことなく許容範囲で変化することができる定量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、範囲の限界が特定されてもよい。このような範囲は、組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈または文言が特に指示しない限り、本明細書に含まれるすべての部分範囲を含む。
【００１１】
さらに、別途指定のない限り、「第１の」、「第２の」、などの用語は、本明細書において単に標識として使用されているにすぎず、これらの用語が言及する要素について順序、位置、または階層上の要件を加えることを意図するものではない。さらに、例えば、「第２の」要素への言及は、例えば、「第１の」要素またはより小さい数字で言及される要素あるいは「第３の」要素またはより大きな数字で言及される要素の存在を、必要とするものでも、排除するものでもない。
【００１２】
図１は、熱交換器構成要素１６０を含む太陽光発電システム１００の概略図である。より具体的には、太陽光発電システム１００は、熱伝達流体（図示せず）が流れる少なくとも１つの熱交換器構成要素１６０を含む中央ソーラーレシーバ１２０を含む。本明細書で使用される場合、「１つまたは複数の熱交換器構成要素」は、一般に、太陽エネルギーを熱伝達流体に伝達するように構成された１つまたは複数の構成要素を指す。例示的な実施形態では、熱交換器構成要素１６０は、細長い円筒形本体を有する。代替的な実施形態では、熱交換器構成要素１６０は、長方形の断面を有する細長い本体またはその他の任意の適切な形状を有する。例示的な実施形態では、熱交換器構成要素１６０は、鋼または超合金（例えば、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、または鉄基超合金）などの金属で作製される。代替的な実施形態では、熱交換器構成要素１６０は、関連する高温に耐えるのに適した他の材料から作製される。
【００１３】
例示的な実施形態では、少なくとも１つの熱交換器構成要素１６０は、コーティングシステム１４０で少なくとも部分的にコーティングされる。太陽エネルギーは、少なくとも１つのヘリオスタット１８０によって反射されて中央ソーラーレシーバ１２０に至り、そこで太陽エネルギーが少なくとも１つの熱交換器構成要素１６０を通って流れる熱伝達流体を加熱する。次いで加熱された熱伝達流体は、例えば、当技術分野で公知の様々な異なる適切な方法のいずれかによって電気を生成するために使用される。コーティングシステム１４０は、本開示の範囲から逸脱することなく、各熱交換器構成要素１６０を完全に、または部分的に任意の適切な程度にコーティングすることができることを理解されたい。
【００１４】
図２は、構成要素２００として示す（図１に示す）熱交換器構成要素１６０の例示的な実施形態の一部分の概略断面図である。特に、構成要素２００は、コーティングシステム２０２として示すコーティングシステム１４０（図１に示す）を含む。例示的な実施形態では、構成要素２００は熱交換器構成要素１６０であるが、代替的な実施形態では、構成要素２００は、構成要素２００が太陽スペクトルの反射された放射を吸収するように構成された任意の適切な用途のための任意の適切な構成要素である。
【００１５】
例示的な実施形態では、コーティングシステム２０２は、基板２０４の外面２０５上に配置される。基板２０４は、一般に、構成要素２００の構造ベースを指し、金属または他の適切な材料から作製される。外面２０５は、記載されたコーティングシステム２０２がなければ環境に曝されることになる構成要素２００の最も外側の表面である。例えば、いくつかの実施形態では、基板２０４は材料の複数の層（図示せず）を含み、基板２０４の外面２０５は最外層の表面である。
【００１６】
例示的な実施形態では、コーティングシステム２０２は、基板２０４の外面２０５上に配置され、外面２０５からベース層２０６の外面２１０まで外向きに延在するベース層２０６を含む。コーティングシステム２０２は、ベース層２０６の外面２１０の上に接触して配置される最上層２０８をさらに含む。
【００１７】
ベース層２０６は、酸化および腐食から基板２０４を保護するように構成される。特定の実施形態では、ベース層２０６は、ＭＡＸ相およびＭＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含む。各種類の材料において「Ｍ」として機能し得る元素間の区別を容易にするために、ＭＡＸ相材料を本明細書では（Ｍ１）ＡＸ相と呼び、ＭＣｒＸ組成物を本明細書では（Ｍ２）ＣｒＸ組成物と呼ぶ。例示的な実施形態では、ベース層２０６は、コーティングシステム２０２の全体的な吸収率に実質的に寄与しない。例えば、ベース層２０６は、ＭＡＸ相および／またはＭＣｒＸ組成物中に埋め込まれているかまたは他の方法で付加された黒色顔料を含まない。別の実施形態では、ベース層２０６は、コーティングシステム２０２の全体的な吸収率に任意の適切な程度まで寄与する。
【００１８】
（Ｍ１）ＡＸ相は、８×１０−６  Ｋ−１を超える熱膨張係数（ＣＴＥ）、７００℃で１５Ｗ／ｍ・Ｋを超える熱伝導率、５ＭＰａ・ｍ１／２を超える破壊靱性（「ＫＩＣ」）、および高い耐酸化性により特徴付けられるセラミック材料のクラスである。（Ｍ１）ＡＸ相材料は、（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎの化学式を有し、ここで、ｎ＝１，２または３であり、Ｍ１はＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｔａなどの初期遷移金属であり、ＡはＡｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、ＰｂなどのＡ族元素であり、ＸはＣおよび／またはＮである。
【００１９】
（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、約５００℃〜１０００℃の範囲の温度で約１０×１０−６  Ｋ−１〜約２０×１０−６  Ｋ−１の範囲のＣＴＥ、１０Ｗ／ｍ・Ｋを超える熱伝導率、および高い耐酸化性により特徴付けられる。（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、Ｍ２がＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、またはそれらの任意の組み合わせであり、Ｃｒがクロムであり、ＸがＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、Ｂ、またはそれらの任意の組み合わせである。例示的な実施形態では、（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、約４０重量％〜約８５重量％の範囲のＭ２、約５重量％〜約４５重量％の範囲のＣｒ、および約０．５重量％〜約２１重量％の範囲のＸを含む。
【００２０】
例示的な実施形態では、ベース層２０６は、約３０μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有する。別の実施形態では、ベース層２０６は、ベース層２０６が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の適切な厚さを有する。
【００２１】
例示的な実施形態では、ベース層２０６は、約０．５％〜約２０％の範囲の多孔率を有する。別の実施形態では、ベース層２０６は、ベース層２０６が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の適切な多孔率を有する。
【００２２】
例示的な実施形態では、ベース層２０６は、例えば、限定はしないが、低温ガススプレー（ＧＤＣＳ）、熱スプレー（例えば、大気圧プラズマスプレー（ＡＰＳ）、高速酸素燃料（ＨＶＯＦ）、もしくは高速空気燃料（ＨＶＡＦ））、ワイヤアークスプレー、プラズマ電解酸化（ＰＥＯ）、電気めっき、無電解めっき、薄板ろう付け、レーザクラッディング、スラリーベースの方法、またはそれらの任意の組み合わせなどの、任意の適切な方法によって基板２０４の外面２０５上に配置される。例示的な実施形態では、ベース層２０６は単一層として形成される。代替的な実施形態では、ベース層２０６は複数の層で形成され、その一例が図３に示され、以下でさらに説明される。
【００２３】
特定の実施形態では、ベース層２０６の外面２１０のトポグラフィは、機械的噛み合いによって最上層２０８のベース層２０６への接着を強化するように構成される。例えば、外面２１０は、約２μｍ〜約５０μｍの範囲の山から谷までの深さをそれぞれ画定する複数の表面特徴２１１を含む。代替的な実施形態では、表面特徴２１１は、ベース層２０６が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の適切な山から谷までの深さを画定する。他の代替的な実施形態では、ベース層２０６は表面特徴２１１を含まない。
【００２４】
いくつかの実施形態では、外面２１０のトポグラフィはベース層２０６の堆積中に形成される。他の実施形態では、外面２１０のトポグラフィは、少なくとも部分的に堆積後のプロセスで形成される。
【００２５】
例示的な実施形態では、最上層２０８は、マトリックス２１２に埋め込まれた黒色顔料２１３を含む。最上層２０８は、吸収率および放射率などの、構成要素２００の選択された光学特性を規定するように構成される。特定の実施形態では、黒色顔料２１３は、酸化物セラミック材料および／または非酸化物セラミック材料の任意の組み合わせを含む。より具体的には、いくつかの実施形態では、黒色顔料２１３は、１つまたは複数の非酸化物セラミック材料を含み、他の実施形態では、黒色顔料２１３は１つまたは複数の酸化物セラミック材料を含み、さらに他の実施形態では、黒色顔料２１３は少なくとも１つの非酸化物セラミック材料および少なくとも１つの酸化物セラミック材料を含む。酸化物セラミック材料は、Ｃｏ３Ｏ４、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ３、およびＣｕＯなどの、酸化物成分を含むセラミック材料である。対照的に、非酸化物セラミック材料は、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｔｉ３ＳｉＣ２、Ｔｉ４ＳｉＣ３、Ｔｉ２ＡｌＣ、Ｔｉ３ＡｌＣ２、Ｃｒ２ＡｌＣ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、およびグラフェンなどの、酸化物成分を含まない材料である。代替的な実施形態では、黒色顔料２１３は、最上層２０８が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の適切な材料を含む。例えば、特定の実施形態では、最上層２０８は、少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する。さらに、いくつかの実施形態では、最上層２０８は、少なくとも９５パーセントの太陽放射吸収係数を有する。
【００２６】
例示的な実施形態では、マトリックス２１２は、金属系マトリックス、セラミック系マトリックス、およびそれらの組み合わせのうちの１つである。例えば、マトリックス２１２は、上述の金属系（Ｍ２）ＣｒＸ組成物のいずれかを含む。別の例では、マトリックス２１２は、上述のセラミック系（Ｍ１）ＡＸ相のいずれか、ならびに／またはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、およびＺｒＯ２の少なくとも１つを含む。それに加えてまたはその代わりに、マトリックス２１２に使用されるセラミック系マトリックスは、熱処理によってプレセラミックポリマーから、例えばＳｉ−Ｏ−Ｃ−Ｎ−Ｂ系のケイ素系プレセラミックポリマーから誘導される。いくつかの実施形態では、上述した材料から形成されたベース層２０６の改善された構造安定性により、最上層２０８のマトリックス２１２内にポリマー由来のセラミックを含む構成要素２００の動作寿命は、ポリマー由来のセラミック材料を含む公知のコーティングシステムを使用する構成要素と比較して長くなる。代替的な実施形態では、マトリックス２１２は、金属系材料および／またはセラミック系材料の任意の適切な組み合わせを含む。より具体的には、いくつかの実施形態では、マトリックス２１２は１つまたは複数の金属系材料を含み、他の実施形態では、マトリックス２１２は１つまたは複数の酸化物セラミック系材料を含み、さらに他の実施形態では、マトリックス２１２は、少なくとも１つの金属系材料と少なくとも１つのセラミック系材料とを含む。
【００２７】
別の実施形態では、最上層２０８は、コーティングシステム２０２が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の適切な組成物である。
【００２８】
特定の実施形態では、最上層２０８の厚さは、約２μｍ〜約５０μｍの範囲にある。例えば、コーティングシステム２０２の太陽放射の有効な吸収および構造安定性の向上を促進するために、最上層２０８の厚さは約２μｍ〜約２０μｍの範囲である。別の例では、コーティングシステム２０２の太陽放射の有効な吸収および構造安定性の向上を促進するために、最上層２０８の厚さは約１０μｍ〜３０μｍの範囲である。いくつかの実施形態では、約２０μｍ〜約３０μｍの範囲の最上層２０８の厚さは、コーティングシステム２０２の太陽放射の有効な吸収および構造安定性の向上を特に促進する。代替的な実施形態では、最上層２０８の厚さは、コーティングシステム２０２が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の適切な範囲にある。
【００２９】
いくつかの実施形態では、最上層２０８は、太陽放射の吸収を増加させるように構成された表面粗さを有し、その一例が図５に示され、以下でさらに説明される。代替的な実施形態では、最上層２０８は、コーティングシステム２０２が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の適切な表面粗さを有する。
【００３０】
例示的な実施形態では、最上層２０８は、例えば、限定はしないが、低温ガススプレー（ＧＤＣＳ）、熱スプレー（例えば、大気圧プラズマスプレー（ＡＰＳ）、高速酸素燃料（ＨＶＯＦ）、もしくは高速空気燃料（ＨＶＡＦ））、ワイヤアークスプレー、プラズマ電解酸化（ＰＥＯ）、電気めっき、無電解めっき、薄板ろう付け、レーザクラッディング、スラリーベースの方法、ペイントブラッシング、エアブラシ、スポンジブラッシング、ディップコーティング、電気泳動堆積、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、またはそれらの任意の組み合わせなどの、任意の適切な方法によってベース層２０６の外面２１０上に配置される。例示的な実施形態では、最上層２０８は単一層として形成される。別の実施形態では、最上層２０８は複数の層で形成され、その一例が図４に示され、以下でさらに説明される。
【００３１】
図３は、構成要素２００の別の例示的な実施形態の一部分の概略断面図である。図示した実施形態では、構成要素２００は、ベース層２０６が、第１のベース層３０２および第２のベース層３０４などの複数のベース層３００を含むことを除いて、図２に記載されたものと同様である。２つのベース層３０２、３０４のみが示されているが、代替的な実施形態では、複数のベース層３００は、コーティングシステム２０２が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の適切な数のベース層３００を含む。
【００３２】
複数のベース層３００は、ベース層２０６に関して上述した材料から形成される。例示的な実施形態では、少なくとも１つの材料特性が個々のベース層３００の間で変化する。例えば、第１のベース層３０２の多孔率は、第２のベース層３０４の多孔率とは異なる。あるいは、任意の適切な材料特性または材料特性の組み合わせは、ベース層３００の少なくともいくつかの間で変化する。
【００３３】
例えば、第１のベース層３０２は、少なくとも１つの（Ｍ１）ＡＸ相材料から形成され、ベース層２０６の第２のベース層３０４は、少なくとも１つの（Ｍ２）ＣｒＸ組成物から形成される。別の例では、第１のベース層３０２は、少なくとも１つの（Ｍ２）ＣｒＸ組成物から形成され、第２のベース層３０４は、少なくとも１つの（Ｍ１）ＡＸ相材料から形成される。別の例では、第１のベース層３０２は、少なくとも第１の（Ｍ１）ＡＸ相材料から形成され、第２のベース層３０４は、少なくとも第２の（Ｍ１）ＡＸ相材料から形成される。別の例では、第１のベース層３０２は少なくとも第１の（Ｍ２）ＣｒＸ組成物から形成され、第２のベース層３０４は少なくとも第２の（Ｍ２）ＣｒＸ組成物から形成される。あるいは、各ベース層３００は、コーティングシステム２０２が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の材料または材料の組み合わせから形成される。
【００３４】
図４は、構成要素２００の別の例示的な実施形態の一部分の概略断面図である。図示する実施形態では、構成要素２００は、最上層２０８が、第１の最上層４０２および第２の最上層４０４などの複数の最上層４００を含むことを除いて、図２に記載したものと同様である。２つの最上層４０２、４０４のみが示されているが、代替的な実施形態では、複数の最上層４００は、コーティングシステム２０２が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の適切な数の最上層４００を含む。
【００３５】
複数の最上層４００は、最上層２０８に関して上述した材料から形成される。例示的な実施形態では、複数の最上層４００の各々は、個々の最上層４００の間で少なくとも１つの材料特性が異なるように、異なる組成物を有する。例えば、ベース層２０６に隣接する第１の最上層４０２は、他の最上層４００と比較して、ベース層２０６に対する比較的高い接着性を有するように選択された組成物から形成される。別の例では、最上層２０８の外面を形成する第２の最上層４０４は、他の最上層４００と比較して、比較的高い吸収率および比較的低い放射率を有するように選択された組成物から形成される。あるいは、任意の適切な材料特性または材料特性の組み合わせは、少なくともいくつかの最上層４００の間で変化する。
【００３６】
例えば、第１の最上層４０２のマトリックス２１２は、少なくとも１つの金属系組成物から形成され、第２の最上層４０４のマトリックス２１２は、少なくとも１つのセラミック系組成物から形成される。別の例では、第１の最上層４０２のマトリックス２１２は、少なくとも１つのセラミック系組成物から形成され、第２の最上層４０４のマトリックス２１２は、少なくとも１つの金属系組成物から形成される。別の例では、第１の最上層４０２のマトリックス２１２は、少なくとも第１の金属系組成物から形成され、第２の最上層４０４のマトリックス２１２は、少なくとも第２の金属系組成物から形成される。別の例では、第１の最上層４０２のマトリックス２１２は、少なくとも第１のセラミック系組成物から形成され、第２の最上層４０４のマトリックス２１２は、少なくとも第２のセラミック系組成物から形成される。あるいは、各最上層４００は、コーティングシステム２０２が本明細書に記載するように機能することを可能にする任意の材料または材料の組み合わせから形成される。
【００３７】
複数のベース層３００を有するコーティングシステム２０２および複数の最上層４００を有するコーティングシステム２０２が図３および図４に別々に示されているが、いくつかの実施形態では、コーティングシステム２０２は、それぞれ上述した複数のベース層３００および複数の最上層４００の両方を含む。
【００３８】
図５は、構成要素２００の別の例示的な実施形態の一部分の概略断面図である。図示する実施形態では、構成要素２００は、最上層２０８の外面５０２が太陽放射の吸収を増加させるように構成された表面粗さを有することを除いて、図２に記載したものと同様である。例えば、第１の光線５００は浅い角度で最上層２０８に接近して、第１の光線５００は滑らかな外面５０２から反射される。外面５０２の表面粗さは、第１の光線５００を吸収させる。別の例では、第２の光線５０１は、約９０度の角度で最上層２０８に接近するが、浅い入射角で粗い外面５０２上の局所点に最初に遭遇する。第２の光線５０１が初期入射点から吸収を容易にする角度で外面５０２の別の部分に反射されるので、表面粗さは第２の光線５０１の吸収を阻害しない。したがって、粗面化された外面５０２は、入射太陽放射を外面５０２に複数回反射させることによって、太陽エネルギーの吸収の増加を促進する。
【００３９】
いくつかの実施形態では、外面５０２の粗さは、最上層２０８の堆積中に形成される。他の実施形態では、外面５０２の粗さは、少なくとも部分的に堆積後のプロセスで形成される。
【００４０】
いくつかの実施形態では、最上層２０８の外面５０２の表面粗さは、ＩＳＯ  ４２８７のＧｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＰＳ）−Ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｅｘｔｕｒｅ：Ｐｒｏｆｉｌｅ  ｍｅｔｈｏｄ−Ｔｅｒｍｓ，ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｅｘｔｕｒｅ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（１９９７）に規定されているように、最大粗さプロファイル高さ（「Ｒｚ」）およびプロファイル不規則性の平均間隔（「ＲＳｍ」）により特徴付けられる。例示的な実施形態では、Ｒｚは約１０μｍ〜２００μｍの範囲であり、Ｒｚは０．１にＲＳｍを乗じたものより大きい。別の実施形態では、ＲｚおよびＲｓｍは、限定はしないが、比較的滑らかな外面５０２を示す値などの本明細書に記載したように機能する最上層２０８を可能にする任意の適切な値を有する。
【００４１】
比較的高い表面粗さを有する最上層２０８の外面５０２は、単一層を有するベース層２０６および最上層２０８の各々と組み合わせて使用されるものとして図５に示されているが、いくつかの実施形態では、コーティングシステム２０２は、図３および図４にそれぞれ示されている複数のベース層３００および複数の最上層４００のいずれかまたは両方と組み合わせて、比較的大きな表面粗さを有する最上層２０８の外面５０２を含むことを理解されたい。
【００４２】
図６は、構成要素２００などの構成要素を作製する例示的な方法６００のフローチャートである。例えば、構成要素は、太陽光発電システム１００などの太陽光発電システムと共に使用することができる。例示的な実施形態では、方法６００は、ベース層２０６などのベース層を、基板２０４の外面２０５などの構成要素の基板の外面に付着させるステップ６０２を含む。ベース層は、（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含む。方法６００はまた、外面２１０などのベース層の外面に最上層２０８などの最上層を付着させるステップ６０４を含む。最上層は、マトリックス２１２に埋め込まれた黒色顔料２１３などのマトリックスに埋め込まれた黒色顔料を含む。マトリックスは、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である。
【００４３】
いくつかの実施形態では、ベース層を付着させるステップ６０２は、化学式（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎを有する（Ｍ１）ＡＸ相を付着させるステップ６０６を含み、ここでｎ＝１、２または３であり、Ｍ１はＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、およびＴａのうちの１つを含み、ＡはＡｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、およびＰｂのうちの１つを含み、ＸはＣおよびＮの少なくとも一方を含む。それに加えてまたはその代わりに、特定の実施形態では、ベース層を付着させるステップ６０２は、（Ｍ２）ＣｒＸ組成物を付着させるステップ６０８を含み、ここで、Ｍ２はＮｉ、Ｃｏ、およびＦｅのうちの少なくとも１つを含み、ＸはＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、およびＢのうちの少なくとも１つを含む。それに加えてまたはその代わりに、いくつかの実施形態では、最上層を付着させるステップ６０４は、少なくとも９０パーセントの太陽放射の吸収係数を有する最上層を付着させるステップ６１０を含む。
【００４４】
実施例
コーティングシステム２０２の以下の実験室試験例が例示として提供される。しかしながら、これらの実施例は、本開示の用途を限定するものではない。
【００４５】
実施例１では、ＡＳＴＭ  Ａ２１３  Ｔ９１鋼合金およびインコネル６１７合金として実装された基板２０４を使用して構成要素２００を形成した。コーティングシステム２０２が各基板２０４に付着され、それは２つのベース層３００を有するベース層２０６を含んでいた。より具体的には、第１のベース層３０２は、ＮｉＣｒＡｌＳｉＴａＹ組成物から形成された第１の（Ｍ２）ＣｒＸ組成物として実装され、第２のベース層３０４は、ＮｉＣｒＣｏＡＩＳｉＴａＹ組成物から形成される第２の（Ｍ２）ＣｒＸ組成物として実装された。両方のベース層３００は、ベース層２０６が３５０μｍの全厚を有するように、大気圧プラズマスプレー（ＡＰＳ）法を用いて基板２０４上に配置された。最上層２０８は、市販の黒色塗料から形成され、最上層２０８が約２μｍ〜約２０μｍの範囲の厚さを有するように、スポンジブラシ法を用いてベース層２０６上に配置された。８，８００時間の動作寿命をシミュレートする約６００℃〜約７００℃の温度範囲に対する構成要素２００の炉サイクル試験は、公知のコーティングと比較して、コーティングシステム２０２の微細構造の完全性および太陽光吸収性に関してより安定した性能を実証した。
【００４６】
実施例２では、ＡＳＴＭ  Ａ２１３  Ｔ９１鋼合金およびインコネル６１７合金として実装された基板２０４を使用して、構成要素２００が再び形成された。コーティングシステム２０２が各基板２０４に付着され、ＮｉＣｒＡｌＳｉＴａＹ組成物から形成された（Ｍ２）ＣｒＸ組成物として実装されたベース層２０６を含み、ＡＰＳ法を用いて基板２０４上に配置され、ベース層２０６の厚さは約１００μｍ〜約２００μｍの範囲であった。最上層２０８は、市販の黒色塗料から再び形成され、エアブラシ法を用いてベース層２０６上に配置され、最上層２０８の厚さは約１０μｍ〜約３０μｍの範囲であった。３，３００時間の動作寿命をシミュレートする約６００℃〜約７００℃の温度範囲に対する構成要素２００の炉サイクル試験は、公知のコーティングと比較して、コーティングシステム２０２の微細構造の完全性および太陽光吸収性に関してより安定した性能を実証した。
【００４７】
コーティングされた構成要素の上述の実施形態は、太陽光発電システム用の構成要素などの構成要素のための公知のコーティングの少なくともいくつかの欠点を克服する。具体的には、実施形態は、構成要素の基板の酸化および腐食に対する耐性のために、および高温環境におけるクラックに対する耐性のために調整されたベース層を含むコーティングシステムを含む。コーティングシステムはまた、ベース層がコーティングの吸収率に実質的に寄与する必要がないように、太陽放射の高い吸収率および低い放射率のために調整された最上層を含む。また、具体的には、いくつかの実施形態では、ベース層の外面のトポグラフィは、機械的噛み合いによる最上層の付着を改善するように構成される。また、具体的には、特定の実施形態では、最上層は、吸収率を改善するように構成された表面粗さを有する。また、具体的には、特定の実施形態では、ベース層および／または最上層は複数の層を含み、層の少なくとも１つの材料特性を改善するために、複数の層のうちのいくつかの組成物がさらに調整される。
【００４８】
以上、コーティングされた構成要素の例示的な実施形態および構成要素を作製する方法について詳細に説明した。本システムおよび方法は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に記載した他の構成要素および／またはステップから独立に、かつ別個に利用することができる。例えば、コーティングシステムはまた、他の機械および方法と組み合わせて使用されてもよく、本明細書に記載した太陽光発電システムのみを用いた実施に限定されない。むしろ、本実施形態は、他の多くの高温用途に関連して実施および利用することができる。
【００４９】
本開示の様々な実施形態の特定の特徴は、一部の図面に示され、他の図面には示されていないかもしれないが、これは単に便宜上にすぎない。さらに、上記の説明における「一実施形態」への言及は、記載した特徴も組み込んだ付加的な実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図しない。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴が、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または請求することができる。
【００５０】
本明細書は、本開示を例示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本開示を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。
【００５１】
本発明の様々な態様および実施形態は、以下の項によって定義される。
【００５２】
１．構成要素であって、
基板と、
コーティングシステムと、を含み、前記コーティングシステム）は、
（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層と、
マトリックス中に埋め込まれた黒色顔料を含む最上層と、を含み、前記マトリックスは、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である、構成要素。
【００５３】
２．前記ベース層は、化学式（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎを有する前記（Ｍ１）ＡＸ相を含み、
ｎ＝１、２または３であり、
Ｍ１は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、およびＴａのうちの１つを含み、
Ａは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、およびＰｂのうちの１つを含み、
Ｘは、ＣおよびＮの少なくとも一方を含む、項１に記載の構成要素。
【００５４】
３．前記ベース層は、前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物を含み、前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、
Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅのうちの少なくとも１つを含むＭ２と、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、およびＢのうちの少なくとも１つを含むＸと
を含む、項１に記載の構成要素。
【００５５】
４．前記ベース層（２０６）は、約３０μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有する、項１に記載の構成要素。
【００５６】
５．前記最上層の外面は、最大粗さプロファイル高さＲｚおよびプロファイル不規則性の平均間隔ＲＳｍを有し、Ｒｚは約１０μｍ〜約２００μｍの範囲であり、Ｒｚは０．１にＲＳｍを乗じたものよりも大きい、項１に記載の構成要素。
【００５７】
６．前記最上層は、少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する、項１に記載の構成要素。
【００５８】
７．前記ベース層は、前記最上層と接触する外面を含み、前記外面は前記最上層と機械的に噛み合うように構成される、項１に記載の構成要素。
【００５９】
８．前記最上層は、約２μｍ〜約５０μｍの範囲の厚さを有する、項１に記載の構成要素。
【００６０】
９．太陽光発電システムであって、
少なくとも１つの熱交換器構成要素を含む中央ソーラーレシーバと、
太陽エネルギーを前記中央ソーラーレシーバに向けて反射するように構成された少なくとも１つのヘリオスタットと、を含み、前記少なくとも１つの熱交換器構成要素は、
基板と、
コーティングシステムと、を含み、前記コーティングシステムは、
（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層と、
少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する最上層と、を含む、太陽光発電システム。
【００６１】
１０．前記（Ｍ１）ＡＸ相は（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎを含み、
ｎ＝１、２または３であり、
Ｍ１は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、およびＴａのうちの１つを含み、
Ａは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、およびＰｂのうちの１つを含み、
Ｘは、ＣおよびＮの少なくとも一方を含む、項９に記載の太陽光発電システム。
【００６２】
１１．前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、
Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅのうちの少なくとも１つを含むＭ２と、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、およびＢのうちの少なくとも１つを含むＸと
を含む、項９に記載の太陽光発電システム。
【００６３】
１２．前記ベース層（２０６）は、約３０μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有する、項９に記載の太陽光発電システム。
【００６４】
１３．前記最上層は、マトリックスに埋め込まれた黒色顔料を含み、前記マトリックスは、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である、項９に記載の太陽光発電システム。
【００６５】
１４．前記最上層の外面は、最大粗さプロファイル高さＲｚおよびプロファイル不規則性の平均間隔ＲＳｍを有し、Ｒｚは約１０μｍ〜約２００μｍの範囲であり、Ｒｚは０．１にＲＳｍを乗じたものよりも大きい、項９に記載の太陽光発電システム。
【００６６】
１５．前記最上層は、少なくとも９５パーセントの太陽放射吸収係数を有する、項９に記載の太陽光発電システム。
【００６７】
１６．前記ベース層は、前記最上層と接触する外面を含み、前記外面は前記最上層と機械的に噛み合うように構成される、項９に記載の太陽光発電システム。
【００６８】
１７．構成要素を作製する方法であって、
（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層を構成要素の基板の外面に付着させるステップと、
ベース層の外面に最上層を付着させるステップと、を含み、最上層はマトリックスに埋め込まれた黒色顔料を含み、マトリックスは金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスの少なくとも一方である、方法。
【００６９】
１８．ベース層を付着させるステップは、化学式（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎを有する（Ｍ１）ＡＸ相を付着させるステップを含み、
ｎ＝１、２または３であり、
Ｍ１はＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、およびＴａのうちの１つを含み、
ＡはＡｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、およびＰｂのうちの１つを含み、
ＸはＣおよびＮの少なくとも一方を含む、項１７に記載の方法。
【００７０】
１９．ベース層を付着させるステップは、（Ｍ２）ＣｒＸ組成物を付着させるステップを含み、
Ｍ２はＮｉ、Ｃｏ、およびＦｅのうちの少なくとも１つを含み、
ＸはＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、およびＢのうちの少なくとも１つを含む、項１７に記載の方法。
【００７１】
２０．最上層を付着させるステップは、少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する最上層を付着させるステップを含む、項１７に記載の方法。
［実施態様１］
構成要素（２００）であって、
基板（２０４）と、
コーティングシステム（２０２）と、を含み、前記コーティングシステム（２０２）は、
（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層（２０６）と、
マトリックス（２１２）中に埋め込まれた黒色顔料（２１３）を含む最上層（２０８）と、を含み、前記マトリックス（２１２）は、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である、構成要素（２００）。
［実施態様２］
前記ベース層（２０６）は、化学式（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎを有する前記（Ｍ１）ＡＸ相を含み、
ｎ＝１、２または３であり、
Ｍ１は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、およびＴａのうちの１つを含み、
Ａは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、およびＰｂのうちの１つを含み、
Ｘは、ＣおよびＮの少なくとも一方を含む、実施態様１に記載の構成要素（２００）。
［実施態様３］
前記ベース層（２０６）は、前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物を含み、前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、
Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅのうちの少なくとも１つを含むＭ２と、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、およびＢのうちの少なくとも１つを含むＸと
を含む、実施態様１または２に記載の構成要素（２００）。
［実施態様４］
前記ベース層（２０６）は、約３０μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有する、実施態様１乃至３のいずれか一項に記載の構成要素（２００）。
［実施態様５］
前記最上層（２０８）の外面（５０２）は、最大粗さプロファイル高さＲｚおよびプロファイル不規則性の平均間隔ＲＳｍを有し、Ｒｚは約１０μｍ〜約２００μｍの範囲であり、Ｒｚは０．１にＲＳｍを乗じたものよりも大きい、実施態様１乃至４のいずれか一項に記載の構成要素（２００）。
［実施態様６］
前記最上層（２０８）は、少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する、実施態様１乃至５のいずれか一項に記載の構成要素（２００）。
［実施態様７］
前記ベース層（２０６）は、前記最上層（２０８）と接触する外面（２１０）を含み、前記外面（２１０）は前記最上層（２０８）と機械的に噛み合うように構成される、実施態様１乃至６のいずれか一項に記載の構成要素（２００）。
［実施態様８］
前記最上層（２０８）は、約２μｍ〜約５０μｍの範囲の厚さを有する、実施態様１乃至７のいずれか一項に記載の構成要素（２００）。
［実施態様９］
太陽光発電システム（１００）であって、
少なくとも１つの熱交換器構成要素（１６０）を含む中央ソーラーレシーバ（１２０）と、
太陽エネルギーを前記中央ソーラーレシーバ（１２０）に向けて反射するように構成された少なくとも１つのヘリオスタット（１８０）と、を含み、前記少なくとも１つの熱交換器構成要素（１６０）は、
基板（２０４）と、
コーティングシステム（２０２）と、を含み、前記コーティングシステム（２０２）は、
（Ｍ１）ＡＸ相および（Ｍ２）ＣｒＸ組成物の少なくとも一方を含むベース層（２０６）と、
少なくとも９０パーセントの太陽放射吸収係数を有する最上層（２０８）と、を含む、太陽光発電システム（１００）。
［実施態様１０］
前記（Ｍ１）ＡＸ相は（Ｍ１）ｎ＋１ＡＸｎを含み、
ｎ＝１、２または３であり、
Ｍ１は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｓｃ、およびＴａのうちの１つを含み、
Ａは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、およびＰｂのうちの１つを含み、
Ｘは、ＣおよびＮの少なくとも一方を含む、実施態様９に記載の太陽光発電システム（１００）。
［実施態様１１］
前記（Ｍ２）ＣｒＸ組成物は、
Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅのうちの少なくとも１つを含むＭ２と、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｙ、およびＢのうちの少なくとも１つを含むＸと
を含む、実施態様９または１０に記載の太陽光発電システム（１００）。
［実施態様１２］
前記ベース層（２０６）は、約３０μｍ〜約５００μｍの範囲の厚さを有する、実施態様９乃至１１のいずれか一項に記載の太陽光発電システム（１００）。
［実施態様１３］
前記最上層（２０８）は、マトリックス（２１２）に埋め込まれた黒色顔料（２１３）を含み、前記マトリックス（２１２）は、金属系マトリックスおよびセラミック系マトリックスのうちの少なくとも一方である、実施態様９乃至１２のいずれか一項に記載の太陽光発電システム（１００）。
［実施態様１４］
前記最上層（２０８）の外面（５０２）は、最大粗さプロファイル高さＲｚおよびプロファイル不規則性の平均間隔ＲＳｍを有し、Ｒｚは約１０μｍ〜約２００μｍの範囲であり、Ｒｚは０．１にＲＳｍを乗じたものよりも大きい、実施態様９乃至１３のいずれか一項に記載の太陽光発電システム（１００）。
［実施態様１５］
前記最上層（２０８）は、少なくとも９５パーセントの太陽放射吸収係数を有する、実施態様９乃至１４のいずれか一項に記載の太陽光発電システム（１００）。
【符号の説明】
【００７２】
１００  太陽光発電システム
１２０  中央ソーラーレシーバ
１４０  コーティングシステム
１６０  熱交換器構成要素
１８０  ヘリオスタット
２００  構成要素
２０２  コーティングシステム
２０４  基板
２０５  外面
２０６  ベース層
２０８  最上層
２１０  外面
２１１  表面特徴
２１２  マトリックス
２１３  黒色顔料
３００  ベース層
３０２  第１のベース層
３０４  第２のベース層
４００  最上層
４０２  第１の最上層
４０４  第２の最上層
５００  第１の光線
５０１  第２の光線
５０２  外面
６００  方法
【図１】
2019095187.tif 000003
【図２】
2019095187.tif 000004
【図３】
2019095187.tif 000005
【図４】
2019095187.tif 000006
【図５】
2019095187.tif 000007
【図６】
2019095187.tif 000008
【外国語明細書】
2019095187000001.pdf