卤化物钙钛矿太阳能电池作为一种极具潜力的光伏技术，因其载流子迁移率高、载流子扩散长度长、带隙可调节等优点，其功率转换效率不断提升，因而受到了广泛关注。1,2,3 α型甲脒铅碘化物具有优异的带隙，成为制备高效钙钛矿太阳能电池的首选材料。4,5,6,7 然而，α-FAPbI3在室温下并不稳定，容易转变为非钙钛矿相。8此外，结晶过程中还可能出现多种非光活性的中间相，进一步降低其光伏性能。9目前大多数高效率记录都是通过在惰性气体保护箱中制备的电池实现的，因为这类环境可以完全避免大气中的湿气。10,11,12 因此，若要实现钙钛矿太阳能电池的商业化应用，就必须从受控环境转向常空气环境下的制备工艺。13,14,15
常空气中的湿气会导致相变异常、晶体结构破坏以及有机成分逸出。16,17 这些问题可能出现在整个结晶过程中，包括涂层过程中的成核以及高温退火过程中的晶体生长。8,18 研究表明，湿气会干扰基于DMSO的复合物形成，进而阻碍α-FAPbI3的生成。13,19 为减少溶剂导致的吸湿现象，Hui等人使用离子液体制备了具有纳米级离子通道的垂直排列铅碘化物薄膜，这些通道有助于甲脒碘化物进入薄膜，从而快速稳定地转化为α-FAPbI3。20除了溶剂相关的问题，表面和晶界处的空位缺陷也会促进水分子吸收，引发钙钛矿水合，最终导致材料性能下降。21有人提出使用乙酸胍盐等添加剂来钝化阳离子和阴离子空位，从而阻止钙钛矿水合，使其能在常空气中形成高质量晶体膜。8
不过，目前的调控方法大多仅针对结晶的某个阶段，如FAPbI3的形成反应、成核或初期晶体生长，对持续性的钙钛矿结晶过程效果有限。22,23,24此外，这些方法往往侧重于通过疏水添加剂或溶剂工程来“隔绝湿气”，却忽视了一个关键的失效机制：残余湿气与退火热量共同作用所引发的协同破坏。虽然室温下的湿气有害，但结晶所需的高温会加速水分子对甲脒离子的脱质子作用，导致氨气释放，从而使钙钛矿晶格不可逆地转变为非光活性的δ相。25,26因此，如何稳定FA+亚晶格，抵御这种“热湿”应力，是实现高质量常空气环境钙钛矿薄膜的关键所在。
在本研究中，我们提出了一种热激活质子转移策略，利用七氟丁基胺来阶段性调控钙钛矿的结晶过程。在初始薄膜沉积阶段，其含氟结构可形成疏水屏障，同时构建多孔PbI2骨架，促进有机盐快速渗透。随着温度上升，SFA会与FA+发生热触发质子转移。在此状态下，SFA如同“质子守护者”，能够有效竞争水分子对质子的争夺，防止甲脒离子流失。生成的质子化SFA+则有助于稳定缺乏甲脒离子的区域，抑制空位缺陷，从而减少表面分解及金属Pb0的产生。得益于钙钛矿薄膜优异的光电性能，这些电池展现了出色的稳定性。在相对湿度为20%–55%的环境中制备的电池，其功率转换效率均超过26%，其中最佳效率为26.90%（经认证为26.74%）。值得欣慰的是，开口面积为1平方厘米和8.2平方厘米的电池分别实现了25.35%和21.03%的效率。此外，未经封装的电池具备极高的耐用性，在常空气中存储2,000小时后仍保持初始效率的95%以上，在氮气环境下、光照强度约为50°C的条件下连续工作1,100小时后效率仍为初始值的91%。
