文献综述（或调研报告）：
- 简介
在过去的几十年中，人们对于经济以及环境问题的认识不断加深，由此对于可替代能源产生了浓厚的兴趣。因此，可再生能源设备，尤其是光伏器件，已经被当作是未来能源的主要来源而被广泛研究。金属卤化物钙钛矿材料由于其优秀的光电性能以及低廉的制造成本和溶液可加工性受到了广大科研工作者的青睐。由于它超长的扩散长度，优越的电荷迁移率，广泛的光吸收范围以及高吸收系数等特性，钙钛矿材料被广泛的应用与太阳能电池中。而在光伏领域之外，这种材料具备有非常优秀的发光以及电学性能也使得它在LED，激光，气敏传感器，X射线探测器，薄膜晶体管，锂离子电池等新一代器件中表现出十分具有竞争力的潜质。一直以来，针对钙钛矿基器件的研究主要集中在两方面：效率以及稳定性。目前，钙钛矿基太阳能电池的PCE已经可以与传统的多晶Si太阳能电池比肩。钙钛矿的各方面特性非常依赖于结构，因此对于钙钛矿进行结构优化变成了该材料研究中的一个重点。
- 晶体结构
钙钛矿泛指晶体结构可以用通式来表示的一类材料。在该结构中，A和B是正价态，并且A的尺寸大于B，而X为负价态，一般为卤素。A，B和X具有固定的位子，而型钙钛矿则代表了共点正八面体排列的空间结构。具体来讲，B位原子周围含有6个X原子而形成正八面体的结构。改变视角，将B位原子放置在立方体的正中央位置时，A位原子位于立方体的八个顶点处。
通常，3D结构的钙钛矿的块状单晶薄膜已经应用于众多的领域中，在一些情况下，0D，1D和2D的钙钛矿纳米结构因其独特的结构特性而被使用。
0D钙钛矿纳米结构主要包含纳米颗粒以及量子点，最初的研究是Schmidt等人制备了尺寸~6nm的高质量晶体纳米颗粒。这些纳米颗粒储存在合适的溶剂中后，在3个月中表现出较高的稳定性。另外，Rogach等人制备了尺寸可调的量子点。该量子点峰发光范围在475~520nm内可调，并表现出74%~93%高荧光量子产率。
1D钙钛矿纳米结构主要包含纳米线，纳米棒等。Zhang等人制备了和纳米线，该纳米线具备有优异的生长取向。此外，Park和他的同事成功合成了平均半径为100nm的纳米线，该纳米线被应用到太阳能电池中，以增加钙钛矿层到空穴层的空穴迁移率。
而对于2D钙钛矿纳米结构，主要为纳米片。Yang研究组利用溶剂-抗溶剂法制备了原子级厚度，轮廓分明的四方形 2D钙钛矿纳米片。该纳米片材料表现出比相应块体材料高很多的量子产率。Manna研究组实现了一种厚度可控的胶体制备。该反应在常温下进行，并且通过向前驱体溶液注入丙酮来终止反应，较低的反应温度使得纳米片的厚度可以精确控制在3~5个结构单元之间。制备得到的纳米片具备有较窄的PL峰，强烈的激子吸收以及相较于块体材料超过0.47eV的发光带蓝移。
目前，已经由越来越多的学者致力于上述钙钛矿纳米结构的研究，并且在太阳能电池，LED，光探测器，激光以及存储器等领域均有报道。
- 物理表征手段
- 透射电子显微镜
透射电子显微镜用以提供钙钛矿的内部结构的重要信息，它可以给出样品结构的直接图像。使用这种方法，是将一束高能量的电子在真空电场区域加速，然后打在样品上。样品的图像印在透射电子束上，并被之后的电磁透镜所放大，该放大倍数可以高达甚至是超过百万倍，最终投射在屏幕上。
根据电子束下样品的方向，成像特征可以与材料的局部厚度，相位或者衍射对比度直接相关，这些都会给出材料自身独一无二的结构信息。可能存在的晶体缺陷可以通过衍射对比来成像，而原子晶格可以通过高分辨率相位对比研究来显示。在大部分钙钛矿的研究报告中，都给出了钙钛矿透射电镜图的例子，并对材料的微观结构给出了详细的解释。
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