由于电子迁移引起的结构不稳定性、离子迁移和界面关系，有机-无机杂化钙钛矿在温度升高、氧气、湿气和紫外光照射下迅速降解。碘的可见扩散在低于150℃的温度下开始，在175℃附近引发铅迁移，导致钙钛矿的降解和PbI2的形成。由电场、热和光照射引起的离子迁移也有助于J-V曲线的滞后，造成由于显著结构变化（晶格畸变和相变）导致差的稳定性。但具体的内在结构不稳定以及分解途径仍需深入研究。鉴于此，研究人员通过使用TEM等以分析单晶四方CH3NH3PbI3（MAPbI3）薄膜的结构演变，发现钙钛矿结构对电子束照射非常敏感，经历复杂的相变，并迅速分解成六边形PbI2。研究者提出MAPbI3的一种分解途径，是由I离子的损失引发，随后形成超结构MAPbI2.5，然后MA和额外的I离子的损失形成MAyPbI2.5-z (0≤y≤1且0≤z≤0.5)，伴随着结构崩塌，最终分解成PbI2。在此过程中，ED模式的改变经常被忽略，因此演化和分解阶段通常被错误地识别为钙钛矿。事实上，如果只能观察到沿[001]方向的{2h,2k,0}衍射斑点，而{2h+1,2k+1,0}反射[例如（110）]不存在，则它高度可能是四方钙钛矿相已经沿[-441]轴分解为六方PbI2结构。此外研究者还确定了获得钙钛矿固有结构的临界电子剂量限制。该研究结果对MAPbI3的ED测量一些早期实验解释提出了重要问题，并强调了在未来实验中避免材料降解的必要性。
Shulin Chen, Xiaowei Zhang, Jinjin Zhao, Ying Zhang, Guoli Kong, Qian Li, Ning Li, Yue Yu, Ningan Xu, Jingmin Zhang, Kaihui Liu, Qing Zhao, Jian Cao, Jicai Feng, Xinzheng Li, Junlei Qi, Dapeng Yu, Jiangyu Li, Peng Gao, Atomic scale insights into structure instability and decomposition pathway of methylammonium lead iodide perovskite[J], Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-07177-y
