钙钛矿太阳能电池（PSCs）在过去十年中因其高功率转换效率（PCE）、低制造成本和溶液工艺性而受到了广泛关注[1]、[2]、[3]。自2009年首次报道以来，实验室规模的PSCs的PCE从最初的3.8%迅速上升至27.0%[4]。尽管传统的旋涂技术可以制造出小尺寸的PSCs并实现高效率，但它们存在材料利用率低[5]和随着面积增大薄膜均匀性变差的问题，这使得它们不适合用于模块级制造[6]。因此，像刮刀涂布这样的可扩展制造技术得到了广泛研究[5]、[6]、[7]、[8]。这种方法具有高材料利用率（>80%）并且与卷对卷生产兼容，已成为制备大面积钙钛矿太阳能模块（PSMs）的主流方法[8]、[9]、[10]。然而，即使在实验室规模下，刮刀涂布的p-i-n PSCs的效率也通常比旋涂的器件低2%–4%[10]、[11]。这种差距主要源于沉积的孔传输层（HTL）和随后的钙钛矿层质量较差。作为钙钛矿生长的基础，HTL的表面性质（如润湿性和粗糙度）决定了钙钛矿前驱体的扩散和随后的结晶动态，进而影响界面复合并最终决定器件性能[12]、[13]。
有机HTLs，如聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（PTAA）和自组装单层（如(2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸（MeO-2PACz）），因其溶液工艺性、良好的化学稳定性和高的孔传输能力而常用于p-i-n PSCs。PTAA源自三苯胺基团，提供了良好的孔传输通道。然而，其强烈的疏水性导致钙钛矿前驱体的润湿性较差，从而在钙钛矿薄膜或埋层界面产生大量缺陷[14]、[15]、[16]、[17]。最近流行的自组装单层（SAM）MeO-2PACz可以通过其功能基团在钙钛矿层底部界面钝化缺陷；然而，其在透明导电氧化物（TCO）基底上的覆盖不足（或不均匀）可能导致PSCs的短路电流降低以及重复性下降[18]、[19]、[20]、[21]、[22]。为了解决PTAA的润湿性问题，一种常见的策略是在沉积钙钛矿之前用极性有机溶剂（如N,N-二甲甲酰胺（DMF）冲洗其表面，从而增强表面润湿性并促进薄膜的均匀形成[15]、[17]、[23]；然而，这种改善会随着时间逐渐减弱。对于SAMs，通常通过合理的分子设计来解决覆盖限制，包括开发新的SAM分子或形成共组装单层[24]、[25]、[26]。但是分子设计过程复杂，并且会为制造过程增加额外的复杂性，正如我们之前的工作所证明的[25]。此外，尽管HTL的研究主要集中在旋涂上，但刮刀涂布的HTL及其界面效应却很少被系统地探索。这里的一个关键挑战在于如何在HTL润湿性、表面覆盖率、缺陷钝化效果和电荷传输能力之间找到平衡[27]、[28]、[29]。
为了解决这一挑战，我们提出了一种可扩展的、适用于常温空气的异质结HTL策略，通过依次刮刀涂布PTAA和MeO-2PACz来实现。这种策略确保在氧化铟锡（ITO）基底上形成均匀、致密的HTL薄膜，直接阻止了钙钛矿层与底部电极之间的电短路，从而最小化了无谓的电荷泄漏。同时，即使在大面积上也能保持钙钛矿墨水的优异润湿性，使得能够形成高质量的上层钙钛矿并减少埋层界面空洞。此外，在HTL/钙钛矿界面建立了分级能级对齐，从而促进了高效的孔提取。基于我们的策略，常温空气中刮刀涂布的p-i-n PSCs实现了23.53%的冠军PCE，并在40°C下连续运行500小时后仍保持了96%的初始效率，这两项指标都优于基于单一HTL的器件。我们相信这些成就将为开发高重复性、可扩展且适用于常温空气处理的p-i-n PSCs提供一种简单而有效的策略。
