全钙钛矿叠层太阳能电池已经实现了超过30%的光电转换效率（PCE），展示了其具有巨大的商业潜力，但是提升热稳定性仍是关键的挑战。在混合的Pb-Sn钙钛矿组分中，用甲脒（FA+）或铯（Cs+）阳离子替代挥发性甲胺（MA+）已成为提高热稳定性的有效策略。
然而，由于铯的溶解度低，在反溶剂（AS）辅助结晶过程中，倾向于在钙钛矿/反溶剂溶液界面处优先结晶，形成致密的富铯薄膜。这种表面薄膜阻碍了反溶剂（AS）从钙钛矿前驱体薄膜中萃取内部溶剂。而强大的反溶剂（AS）萃取能力也同时削弱了一些传统的延缓结晶的策略，如利用高沸点溶剂或中间相工程。
我们提出通过引入一种多路易斯碱调制剂，抑制表面致密富铯钙钛矿薄膜的形成，使得在整个AS过程中保持溶剂萃取通道（SSC）的开放，从而实现基于FACs（无MA）的混合Pb-Sn钙钛矿的均匀结晶。该方法在FACs的Pb-Sn钙钛矿太阳能电池中实现了22.7%的PCE。我们制备的全钙钛矿叠层太阳能电池，PCE高达29.2%（认证PCE为29.2%），这是无MA全钙钛矿叠层太阳能电池中认证的最高PCE。未封装的基于FACs的混合Pb-Sn钙钛矿太阳能电池在85°C下800小时的老化后，仍保持超过初始效率的80%。该策略同时实现了高性能和热稳定性的无MA的Pb-Sn钙钛矿太阳能电池。
图1：SSC调控结晶过程的机制。SSC指的是用2% L-谷氨酸盐酸盐（Glu）添加剂处理的钙钛矿薄膜，使其能够保持持续的溶剂萃取通道。a, 反溶剂处理后钙钛矿薄膜的光学显微镜图像（100×物镜），拍摄于反溶剂处理后及退火前。钙钛矿薄膜表面不连续区域的比例显著增加，从1.78%（对照组）上升至7.11%（SSC-Glu），表明形成了更多的溶剂萃取通道。b，PEDOT：PSS上钙钛矿前驱体溶液的接触角。c，核磁共振氢谱表明谷氨酸与甲脒碘化盐、铯碘化盐之间存在相互作用，有助于调节阳离子分布。d，半原位光学显微镜（50×物镜），追踪钙钛矿前体薄膜的形态演变。这些图像是在惰性气氛下拍摄的，未进行抗溶剂处理或退火。E，X射线衍射谱表明，SSC处理延迟了钙钛矿特征衍射峰的出现，证实其减缓了结晶动力学。f，气相色谱定量分析证实，SSC薄膜在反溶剂处理后残留的DMF/DMSO溶剂远低于对照组的。g， AS辅助结晶过程中SSC机制的示意图。
图2：表征经SSC处理后的混合铅锡钙钛矿薄膜的性能改善。a，混合Pb-Sn钙硅矿薄膜的截面SEM图，对照组薄膜在钙钛矿/基底界面存在明显的空洞。b， TOF-SIMS显示对照组薄膜中铯元素存在明显的纵向成分梯度，在表面富集，而SSC处理显著平坦化了这一梯度，实现了铯的均匀分布。c，沉积在ITO-PEDOT：PSS衬底上的对照和SSC钙钛矿薄膜的稳态PL光谱。SSC样品的强度均高于对照组，且峰位一致，表明其缺陷密度降低、非辐射复合受到抑制，且纵向均匀性更好。d，TRPL测试表明，SSC薄膜具有更长的载流子寿命，反映了其非辐射复合被抑制和载流子捕获损失减少。e，对照和SSC器件的电致发光量子效率（EQEEL）。f，控制组和SSC钙钛矿的估算准费米能级分裂（QFLS）。
图3：钙钛矿太阳能电池的光伏性能。a， 对照与SSC窄带隙钙钛矿太阳能电池的PV性能比较。方框线表示标准差，中心表示均值。b、冠军对照组和SSC处理器件在反向扫描下的J-V曲线，其效率达到22.7%，开路电压为0.871 V，短路电流密度为31.8 mA cm-2，填充因子为81.9%。c，全钙钛矿串联太阳能电池的截面SEM图像。d，冠军SSC叠层钙钛矿太阳能电池的J-V曲线，其效率高达29.2%，开路电压为2.171 V，短路电流密度为16.1 mA cm-2，填充因子为83.72%。e，叠层电池外量子效率谱显示，顶电池和底电池的积分电流密度均为16.1 mA cm-2，表明良好的电流匹配。该叠层电池的效率经独立实验室认证达到29.2%，是目前无甲铵全钙钛矿叠层电池的最高认证效率。
图4 ：无MA的Pb-Sn钙钛矿太阳能电池的热稳定性。a， 未封装FACs（SSC和控制）和FAMA器件在N2手套箱中85 °C黑暗下老化的性能演化。c、全钙钛矿叠层太阳能电池原始及修改结构的示意图，说明了为抑制金属诱导降解，在金属电极前溅射氧化铟锌作为阻挡层的器件结构修改。b， d，未封装器件在N2手套箱中85°C黑暗下老化的性能演化，采用不同HTL（b）和不同电极（d）。热老化测试结果表明，仅使用铜电极的器件在85 °C下180小时内效率就衰减至初始值的60.6%，而采用Au+IZO电极的器件在800小时后仍能保持80%以上的初始效率，展现了目前无甲铵铅锡钙钛矿器件良好的热稳定性。
