研究目的
为了理解钙钛矿的化学成分（特别是铯元素的掺入）如何影响其纳米级电压稳定性和离子迁移，旨在开发更稳定的钙钛矿太阳能电池。
研究成果
在钙钛矿中引入铯（Cs）、甲脒（FA）和溴（Br）通过限制离子运动，可产生完全可逆且稳定的纳米级电压响应；而MAPbBr3则表现出不可逆特性，并伴随显著的开路电压波动。铯混合钙钛矿展现出更优异的稳定性和均匀性，有望应用于稳定的太阳能电池。未来研究应探索其他环境因素及材料组合。
研究不足
实验在低湿度条件（<8%）下进行，可能无法完全代表真实环境。该研究聚焦于特定的钙钛矿成分和器件结构，且开尔文探针力显微镜的空间分辨率限制在<50纳米。未评估超过四周的长期稳定性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用1太阳光照下的开尔文探针力显微镜（KPFM）以高空间分辨率绘制纳米级开路电压（Voc）分布图，并运用飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）进行化学成分分析。
2：样本选择与数据来源：
研究三种钙钛矿薄膜——MAPbI3、MAPbBr3及Cs混合钙钛矿（Cs0.06(MA0.17FA0.83)0.94Pb(I0.83Br0.17)3）。半器件结构为PTAA/钙钛矿/TiO2/FTO/玻璃。
3：MAPbBr3及Cs混合钙钛矿（Cs06(MA17FA83)94Pb(I83Br17)3）。半器件结构为PTAA/钙钛矿/TiO2/FTO/玻璃。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：配备导电铂镀硅探针的原子力显微镜（AFM）、532 nm照明激光器、镓离子束ToF-SIMS系统、太阳能模拟器（ABET Technologies Model 11016 Sun 2000）、Metrohm PGSTAT302N Autolab用于J-V测试。材料包括氟掺杂氧化锡玻璃、二异丙氧基钛双(乙酰丙酮)酯、TiO2浆料（30 NR-D，Dyesol）、钙钛矿前驱体（MAI、MABr、FAI、PbI2、PbBr2、CsI）、PTAA、Li-TFSI、TBP、氯苯、DMF、DMSO。
4：0）、Metrohm PGSTAT302N Autolab用于J-V测试。材料包括氟掺杂氧化锡玻璃、二异丙氧基钛双(乙酰丙酮)酯、TiO2浆料（30 NR-D，Dyesol）、钙钛矿前驱体（MAI、MABr、FAI、PbIPbBrCsI）、PTAA、Li-TFSI、TBP、氯苯、DMF、DMSO。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：旋涂并退火制备钙钛矿薄膜。在湿度控制（<8%）及光照循环（暗态-光照-暗态）条件下进行KPFM测量，获取ToF-SIMS深度剖面与元素分布图，测量宏观J-V曲线及效率随时间变化。
5：数据分析方法：
分析KPFM数据的电压波动与直方图，利用ToF-SIMS数据验证元素分布，对性能参数进行统计分析。
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Potentiostat
PGSTAT302N
Metrohm Autolab
Records solar cell response during J-V measurements.
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Atomic Force Microscope
Used for Kelvin probe force microscopy (KPFM) to measure nanoscale voltage and topography.
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Laser
532 nm
Provides 1-sun illumination for KPFM experiments.
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Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometer
Used for chemical composition analysis via depth profiling and mapping.
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Solar Simulator
Model 11016 Sun 2000
ABET Technologies
Simulates sunlight for macroscopic J-V measurements.
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TiO2 Paste
30 NR-D
Dyesol
Used for mesoporous TiO2 layer in device fabrication.
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PTAA
EM Index
Hole transport material in perovskite solar cells.
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