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探究1cm2的電池到底有多牛是賀銳長(zhǎng)久以來(lái)的課題。

作為材料科學(xué)與工程學(xué)院2020級(jí)的一名博士生，他剛以共同第一作者的身份在Nature發(fā)表了一篇關(guān)于全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池最新研究進(jìn)展的論文。

(資料圖片)

始于巧合，忠于快樂(lè)

以全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池作為研究方向，源自一些“機(jī)緣巧合”。

大二的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目是賀銳的“科研初體驗(yàn)”。

賀銳本想選擇電子陶瓷材料相關(guān)的課題，但在朋友的邀請(qǐng)下深入了解光伏后，他決定以光伏作為大創(chuàng)的研究選題。這次經(jīng)歷，讓賀銳對(duì)光伏萌生了興趣，也與太陽(yáng)能電池結(jié)下了不解之緣。

大三下學(xué)期，賀銳開(kāi)始在學(xué)院的太陽(yáng)能所（太陽(yáng)能材料與器件研究所）進(jìn)行日常的科研訓(xùn)練，同時(shí)也為自己光伏方向的畢設(shè)積累實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在獲得了推免研究生資格后，賀銳將光伏作為自己深造的研究方向，成為太陽(yáng)能所的一員。

賀銳在工作室

讀博后賀銳轉(zhuǎn)到趙德威老師門(mén)下，正式開(kāi)啟了搭建實(shí)驗(yàn)室，研究全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池之旅。進(jìn)到實(shí)驗(yàn)室以后，賀銳每天往返于宿舍、食堂、實(shí)驗(yàn)室，重復(fù)著“三點(diǎn)一線”的研究生活。

早晨九點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室，晚上十點(diǎn)離開(kāi)。覺(jué)得疲憊的時(shí)候玩會(huì)兒跑酷小游戲，聽(tīng)會(huì)兒歌，閱讀一些文獻(xiàn)，再接著做實(shí)驗(yàn)。

這就是賀銳讀博以來(lái)的日常。

實(shí)驗(yàn)室里的機(jī)器轟鳴不休，為了更容易集中精力，保持實(shí)驗(yàn)的手法，賀銳喜歡站著進(jìn)行操作，一站兩、三個(gè)小時(shí)是常有的事。

正在做實(shí)驗(yàn)的賀銳

“我做科研挺快樂(lè)的”。

當(dāng)被問(wèn)到長(zhǎng)此以往是否會(huì)疲憊乏味時(shí)，賀銳談到了自己“快樂(lè)科研”的理念。

在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，重復(fù)與枯燥是不可避免的，因此沒(méi)有興趣作為支撐可能會(huì)感到痛苦。

但投入過(guò)后，實(shí)驗(yàn)也會(huì)帶給人驚喜，“最期待的是做測(cè)試的時(shí)候，因?yàn)檫@是能夠得到效果反饋的時(shí)刻，是充滿未知的時(shí)刻?！?/p>

或許是出于積極樂(lè)觀的心態(tài)和上進(jìn)拼搏的努力，賀銳開(kāi)玩笑說(shuō)在全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池的研究上得到了幸運(yùn)之神的眷顧。雖然犧牲了很多休息時(shí)間，但課題進(jìn)展相對(duì)順利。

將做出的電池寄到國(guó)外研究所進(jìn)行測(cè)試是壓力最大的時(shí)候，從寄出到反饋要經(jīng)歷一個(gè)多月的時(shí)間，“這是一場(chǎng)漫長(zhǎng)的等待”，賀銳笑著說(shuō)。

在等待的過(guò)程中，盡管心懷忐忑，賀銳也沒(méi)有停下科研的腳步，時(shí)刻關(guān)注研究方向的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展，查閱文獻(xiàn)并設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，繼續(xù)向前推進(jìn)著自己的研究。

賀銳與自己做的電池

今后，賀銳想要繼續(xù)在更大面積的全鈣鈦礦疊層電池上實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。將這個(gè)材料放到更大面積的應(yīng)用場(chǎng)景之中，是賀銳今后想要攻克的難題。

團(tuán)隊(duì)合作，導(dǎo)師引導(dǎo)

2022年，賀銳與課題組團(tuán)隊(duì)共同創(chuàng)造了1cm2的全鈣鈦礦疊層電池的世界紀(jì)錄效率，收錄在“solar cell efficiency tables （version 61）”之中。

2023年3月，由賀銳所屬的趙德威團(tuán)隊(duì)和廈門(mén)大學(xué)、南京理工大學(xué)、瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所（Empa）及德國(guó)波茨坦大學(xué)合作研究的最新成果發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊Nature。

在這段經(jīng)歷中，賀銳認(rèn)為收獲最多的地方在于各個(gè)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)以及學(xué)科交叉帶來(lái)的融會(huì)貫通。

新材料的合成比較偏向化學(xué)，需要與其他團(tuán)隊(duì)共同設(shè)計(jì)合成，交流與協(xié)作十分重要。而德國(guó)的實(shí)驗(yàn)室能夠提供更加先進(jìn)的表征，幫助他們深入探究新材料在器件中的作用機(jī)理。

頂刊背后，是賀銳一以貫之的科研努力，以及導(dǎo)師的培養(yǎng)與團(tuán)隊(duì)的支持。

讀博期間，賀銳發(fā)表高水平論文四篇，參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目與四川省杰出科技人才項(xiàng)目，獲得21年博士研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金，2021-2022學(xué)年四川大學(xué)博士生創(chuàng)新獎(jiǎng)學(xué)金。而導(dǎo)師的培養(yǎng)與其搭建的課題組，是賀銳能夠和國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀學(xué)者進(jìn)行合作的基礎(chǔ)和平臺(tái)。

賀銳與團(tuán)隊(duì)參加專業(yè)大會(huì)

作為導(dǎo)師的第一屆博士生，也是課題組的“大師兄”，賀銳不僅從老師那里學(xué)到很多，也常在與學(xué)弟學(xué)妹的討論中收獲頗豐。

實(shí)驗(yàn)室最初搭建時(shí)，趙老師手把手教他怎么旋涂、蒸鍍、封裝和測(cè)試等等。如果自己摸索的話，要花費(fèi)一年半載的時(shí)間。導(dǎo)師的細(xì)致教導(dǎo)，讓賀銳的實(shí)驗(yàn)和學(xué)術(shù)水平迅速提升，也為他之后的課題研究打下了基礎(chǔ)。

在學(xué)術(shù)指導(dǎo)方面，即使再忙，趙老師都會(huì)逐頁(yè)地幫賀銳修改論文，甚至連獎(jiǎng)項(xiàng)的申請(qǐng)與答辯都會(huì)幫他把關(guān)。

在給足學(xué)術(shù)自由的同時(shí)，趙老師也如家長(zhǎng)般給予了賀銳足夠的關(guān)懷。

賀銳笑著回憶道，前年有一次打籃球不小心腳骨折了，自己的第一反應(yīng)是“完了，課題怎么辦”，趙老師卻囑咐他先養(yǎng)傷，傷好了再做實(shí)驗(yàn)。

“不要壓力太大，我對(duì)你的工作還是比較認(rèn)可的”。趙老師的這個(gè)評(píng)價(jià)，令賀銳總算覺(jué)得自己沒(méi)有辜負(fù)老師的栽培和期望。

賀銳與課題組合影

興趣指引，專注目標(biāo)

對(duì)于科研和實(shí)驗(yàn)，賀銳有著濃厚的興趣。他將其形容為“原始的趣味”：把太陽(yáng)能小車(chē)放在太陽(yáng)底下就能跑起來(lái)，觀察這種能量的轉(zhuǎn)換很神奇。

但是該如何記錄這個(gè)過(guò)程呢？賀銳表示他通常會(huì)更專注細(xì)節(jié)，例如記錄顏色從第幾秒發(fā)生了變化、反溶劑的不同滴法會(huì)對(duì)結(jié)果有怎樣的影響等等。

相比于課本上具有規(guī)律性的知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的更多是現(xiàn)象，“通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和得出的結(jié)果可以引發(fā)更多的思考，這些都是在不斷地實(shí)驗(yàn)中、順其自然的發(fā)展中發(fā)現(xiàn)的”，因此記錄著細(xì)節(jié)的筆記也能夠幫助賀銳在后續(xù)的反復(fù)翻閱中收獲額外的靈感。

賀銳的實(shí)驗(yàn)筆記

跟隨著興趣，賀銳完成了不計(jì)其數(shù)的實(shí)驗(yàn)，這種興趣也逐漸演變?yōu)椤澳繕?biāo)驅(qū)動(dòng)力”。

他調(diào)侃說(shuō)自己還真有點(diǎn)“工作狂”?！巴度肫渲械臅r(shí)候其實(shí)不會(huì)覺(jué)得很辛苦”，做研究最瘋狂的時(shí)候會(huì)連軸轉(zhuǎn)一周，每天都在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，之后休息兩三天再繼續(xù)。

目標(biāo)明確的賀銳非常自律，也能夠游刃有余地進(jìn)行時(shí)間管理，“蒸鍍大概有2個(gè)小時(shí)左右，我會(huì)利用這段時(shí)間閱讀文獻(xiàn)或是計(jì)劃下一步如何開(kāi)展，有時(shí)也會(huì)進(jìn)行論文的寫(xiě)作。”

“謀事在人，成事在天?！辟R銳始終保持著樂(lè)觀的態(tài)度。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)，他更傾向于設(shè)定較低的期待值，反而“有時(shí)候會(huì)發(fā)生超出期待值的事情”。

他享受著科研帶來(lái)的未知與快樂(lè)。

科研與學(xué)習(xí)之外，賀銳喜歡看電影，尤其是《星際穿越》、《盜夢(mèng)空間》等科幻類電影。在他看來(lái)，機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器智能也是在未來(lái)發(fā)展中很有潛力的領(lǐng)域，比如在鈣鈦礦領(lǐng)域就有文章的研究?jī)?nèi)容是關(guān)于如何使用機(jī)器學(xué)習(xí)篩選材料、探究鈣鈦礦的最佳組分等等。

充滿斗志的賀銳正在向著舒適圈外的領(lǐng)域奔赴，向著促進(jìn)可再生能源發(fā)展的方向努力。

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大川

采寫(xiě)/范鑫馮馨田

圖片/受訪者提供

責(zé)編/袁月

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