Image sensor, imaging apparatus and electronic device

Abstract

This application provides an image sensor, an imaging apparatus including the image sensor, and an electronic device including the imaging apparatus. The image sensor includes a plurality of pixels configured to act as photoelectric conversion elements, where each pixel includes a plurality of layers, a first layer in the plurality of layers includes a first conversion film, and at least a part of the first conversion film is composed of a first metal halide perovskite material capable of absorbing a first component of light entering the image sensor to generate photocurrent. In this way, this application may realize the image sensor with low crosstalk, high sensitivity and low image lag.

Description

IMAGE SENSOR, IMAGING APPARATUS AND ELECTRONIC DEVICETECHNICAL FIELD

[0001] This application relates to a field of an image sensor, in particular, to an image sensor having a stacked-layers structure or a single-layer structure, an imaging apparatus equipped with the image sensor, and an electric device including the imaging apparatus.BACKGROUND

[0002] Many of cameras and electronic devices with a camera function on the market are equipped with a Bayer array image sensor. In addition, some cameras are equipped with a stacked RGB-layers type image sensor (hereinafter, a stacked-type image sensor) in which a red color-layer (R-layer) , a green color-layer (G-layer) and a blue color-layer (B-layer) are stacked in this order. The stacked-type image sensors have advantages on high resolution, reduction of moiré, high sensitivity, and the like. However, there is room for improvement in the conventional stacked-type image sensors. For example, in the conventional stacked-type image sensors using Si, crosstalk is easily occurred because of wide absorption spectrum of each Si layer.SUMMARY

[0003] Following describes embodiments of this application to provide a solution of at least some of issues faced by the conventional techniques. Specifically, the embodiments of this application provide an image sensor, an imaging apparatus equipped with the image sensor, and an electronic device equipped with the imaging apparatus.

[0004] A first aspect of this application provides the image sensor.

[0005] The image sensor comprises: a plurality of pixels configured to act as photoelectric conversion elements. Each pixel comprises a plurality of layers, a first layer in the plurality of layers comprises a first conversion film, and at least a part of the first conversion film is composed of a first metal halide perovskite material capable of absorbing a first component of light entering the image sensor to generate photocurrent. For example, the first component may correspond to any one of a blue, a green and a red.

[0006] According to the first aspect, metal halide perovskite is used in a photoelectric  conversion film of the first layer. The metal halide perovskite is a direct transition material, it has a high absorption coefficient and its absorption edge is steep. Therefore, the first layer may selectively absorb light within a corresponding frequency band, thereby suppressing crosstalk. In addition, a high light absorption rate of the metal halide perovskite may improve conversion efficiency of the first layer, thereby reducing a thickness of the image sensor.

[0007] The metal halide perovskite has an effective mobility that is one to three orders of magnitude higher than that of the organic material used in the conventional organic photoelectric conversion film. Therefore, time required to extract signal charges from the first layer in the image sensor according to the first aspect is shorter than the conventional organic photoelectric conversion film, so that occurrence of afterimage is effectively suppressed. Further, since a bandgap of the metal halide perovskite may be controlled by adjusting halogen concentration therein, in principle, the absorption edge of the first layer may be placed at any position within a visible light region or a longer / shorter wavelength region. In other words, spectral sensitivity characteristics (that is, frequency selectivity) of the first layer may be easily designed.

[0008] Based on above-mentioned characteristics of the metal halide perovskite, the first aspect may implement the image sensor with low crosstalk, high sensitivity, and no afterimage (that is, low image lag) . The image sensor according to the first aspect may also provide a solution to the problems faced by the conventional Bayer array image sensor: low resolution, moire generation, low sensitivity, and demosaicing burden. Therefore, high imaging performance may be realized by the image sensor according to the first aspect.

[0009] In a first implementation of the first aspect, the plurality of layers includes a third layer, a second layer and the first layer stacked in this order, and light entering the image sensor is initially incident on the first layer. The second layer comprises a second conversion film, where at least a part of the second conversion film is capable of absorbing a second component of light to generate photocurrent. The third layer comprises a third conversion film, where at least a part of the third conversion film is capable of absorbing a third component of light to generate photocurrent, and the first to third component have wavelength ranges different from each other. For example, the first to third components may correspond to a blue, a green and a red, respectively.

[0010] In a second implementation of the first aspect, at least a part of the second conversion film is a second metal halide perovskite material capable of absorbing the second component of light to generate photocurrent. The second implementation of the first aspect may further improve characteristics of the image sensor: low crosstalk, high sensitivity, and no afterimage (that is, low image lag) .

[0011] In a third implementation of the first aspect, at least a part of the third conversion film  is a third metal halide perovskite material capable of absorbing the third component of light to generate photocurrent. The third implementation of the first aspect may further improve characteristics of the image sensor: low crosstalk, high sensitivity, and no afterimage (that is, low image lag) .

[0012] In a fourth implementation of the first aspect, the first metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xbClxb, or FAPbBr3-xbClxb, wherein MA is a methylammonium cation, FA is a formamidinium cation, and 0.5 ≤ xb ≤2.0. Optionally, xb may be specifically configured to meet the following condition: 0.6 ≤ xb ≤ 1.2.

[0013] According to the fourth implementation of the first aspect, high external quantum efficiency (EQE) and high response speed may be achieved in the first layer.

[0014] In a fifth implementation of the first aspect, the second metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xgIxg, wherein MA is a methylammonium cation, and 0.3 ≤ xg ≤ 1.0. Optionally, xg may be specifically configured to meet the following condition: 0.3 ≤ xg ≤ 0.8.

[0015] According to the fifth implementation of the first aspect, high external quantum efficiency (EQE) and high response speed may be achieved in the second layer.

[0016] In a sixth implementation of the first aspect, the second metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsxgFA1-xgPbI3-ygBryg, wherein FA is a formamidinium cation, 0 ≤ xg ≤ 0.3, and 2.0 ≤ yg ≤ 3.0. Optionally, yg may be specifically configured to meet the following condition: 2.19 ≤ yg ≤ 2.73.

[0017] According to the sixth implementation of the first aspect, high external quantum efficiency (EQE) and high response speed may be achieved in the second layer.

[0018] In a seventh implementation of the first aspect, the third metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsxrFA1-xrPbI3-yrBryr, where FA is a formamidinium cation, 0 ≤ xr ≤ 0.3, and 0.5 ≤ yr ≤ 1.1. Optionally, yg may be specifically configured to meet the following condition: 0.2 ≤ yr ≤ 0.8.

[0019] According to the seventh implementation of the first aspect, high external quantum efficiency (EQE) and high response speed may be achieved in the third layer.

[0020] In an eighth implementation of the first aspect, the first metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsPbBr3-xbClxb, wherein 0.6 ≤ xb ≤ 1.2.

[0021] In the eighth implementation of the first aspect, a Cs cation is used for the first layer instead of an organic cation, thereby improving stability.

[0022] In an ninth implementation of the first aspect, the second metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsPbBr3-xgIxg, wherein 0.6 ≤ xg ≤ 1.8.

[0023] In the ninth implementation of the first aspect, a Cs cation is used for the second layer instead of an organic cation, thereby improving stability.

[0024] In a tenth implementation of the first aspect, the third metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xrIxr, wherein MA is a methylammonium cation, and 2.2 ≤ xr ≤ 2.8.

[0025] According to the tenth implementation of the first aspect, high external quantum efficiency (EQE) and high response speed may be achieved in the third layer.

[0026] In an eleventh implementation of the first aspect, the first layer has a n-i-p type structure, and further comprises: an electron transport layer composed of PCBA and SnO2, and a hole transport layer composed of CBP. PCBA may be referred to as 2, 3, 4, 5, 6-Pentachlorobenzenemethanol. CBP may be referred to as 4, 4'-Bis (9H-carbazol-9-yl) biphenyl.

[0027] In an twelfth implementation of the first aspect, the second layer has a p-i-n type structure, and further comprises: an electron transport layer composed of C60 and PCBM, and a hole transport layer composed of 2PACz and TAPC. PCBM may be referred to as [6, 6] -Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester. 2PACz may be referred to as 2- (9H-Carbazol-9-yl) ethyl] phosphonic Acid. TAPC may be referred to as Di- [4- (N, N-ditolyl-amino) -phenyl] cyclohexane.

[0028] In a thirteenth implementation of the first aspect, the third layer has a p-i-n type structure, and further comprises: an electron transport layer composed of C60, and a hole transport layer composed of PTAA. PTAA may be referred to as Poly [bis (4-phynyl) (2, 4, 6-triMethylphenyl) aMine] .

[0029] A second aspect of this application provides an image sensor. The image sensor comprises: a plurality of pixels configured to act as photoelectric conversion elements, wherein each pixel comprises a conversion film composed of a metal halide perovskite material capable of absorbing some of light entering the image sensor to generate photocurrent.

[0030] According to the second aspect, metal halide perovskite is used in the photoelectric conversion film of each pixel. The metal halide perovskite is a direct transition material, and it has a high absorption coefficient. Therefore, a high light absorption rate of the metal halide perovskite may improve conversion efficiency of the conversion film, thereby reducing a thickness of the image sensor. Further, the second aspect may implement the image sensor with high sensitivity and no afterimage.

[0031] In a first implementation of the second aspect, an absorption range of the metal halide perovskite material is configured to cover the entire wavelength range of visible light. The image sensor according to the first implementation of the second aspect may be used as a panchromatic sensor.

[0032] In a second implementation of the second aspect, the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xbClxb, or FAPbBr3-xbClxb, where MA is a methylammonium cation, FA is a formamidinium cation, and 0.5 ≤ xb ≤ 2.0. Optionally, xb may be configured to meet the following condition: 0.6 ≤ xb ≤ 1.2.

[0033] In a second implementation of the second aspect, the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xgIxg, where MA is a methylammonium cation, and 0.3 ≤ xg ≤ 1.0. Optionally, xg may be configured to meet the following condition: 0.3 ≤ xg ≤ 0.8.

[0034] In a third implementation of the second aspect, the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsxgFA1-xgPbI3-ygBryg, wherein FA is a formamidinium cation, 0 ≤ xg ≤ 0.3, and 2.19 ≤ yg ≤ 2.73.

[0035] In a fourth implementation of the second aspect, the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsxrFA1-xrPbI3-yrBryr, where FA is a formamidinium cation, 0 ≤ xr ≤ 0.3, and 0.5 ≤ yr ≤ 1.1. Optionally, yr may be configured to meet the following condition: 0.2 ≤ yr ≤ 0.8.

[0036] In a fifth implementation of the second aspect, the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsPbBr3-xbClxb, wherein 0.6 ≤ xb ≤ 1.2.

[0037] In a sixth implementation of the second aspect, the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsPbBr3-xgIxg, wherein 0.6 ≤ xg ≤ 1.8.

[0038] In a seventh implementation of the second aspect, the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xrIxr, where MA is a methylammonium cation, and 2.2 ≤ xr ≤ 2.8.

[0039] For technical effects that can be achieved in the second aspect, refer to descriptions of technical effects that can be brought by the corresponding technical solutions in the first and second aspect. Details are not described herein again.

[0040] A third aspect of this application provides an imaging apparatus. The imaging apparatus comprises: an optical system comprising at least one lens group; the image sensor according to any one of the first aspect, the second aspects, or the implementations of the first and second aspects, where the image sensor is configured to receive light passing through the optical system; signal processing circuitry configured to process output signals from the image  sensor to generate image data.

[0041] A fourth aspect of this application provides an electronic device. The electronic device comprises: a processor, a memory and the imaging apparatus according to the third aspect, where the processor is configured to process the image data and store processed image data in the memory.

[0042] For technical effects that can be achieved in the third and fourth aspects, refer to descriptions of technical effects that can be brought by the corresponding technical solutions in the first aspect. Details are not described herein again.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[0043] FIG. 1 is a schematic diagram for describing a stacked RGB-layers structure in an image sensor according to an embodiment of this application;

[0044] FIG. 2 shows a configuration example of a R-layer (third layer) in the image sensor according to the embodiment of this application;

[0045] FIG. 3 is a schematic band diagram of the R-layer in the image sensor according to the embodiment of this application;

[0046] FIG. 4 shows IV curves of the R-layer, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application;

[0047] FIG. 5 shows a configuration example of a G-layer (second layer) in the image sensor according to the embodiment of this application;

[0048] FIG. 6 is a schematic band diagram of the G-layer in the image sensor according to the embodiment of this application;

[0049] FIG. 7 shows IV curves of the G-layer, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application;

[0050] FIG. 8 shows a configuration example of a B-layer (first layer) in the image sensor according to the embodiment of this application;

[0051] FIG. 9 is a schematic band diagram of the B-layer in the image sensor according to the embodiment of this application;

[0052] FIG. 10 shows IV curves of the B-layer, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application;

[0053] FIG. 11 shows some measurement results obtained using the R-layer, the G-layer and the B-layers individually, according to the embodiment of this application;

[0054] FIG. 12 shows EQE spectra obtained using the R-layer, the G-layer and the B-layers individually, according to the embodiment of this application;

[0055] FIG. 13 shows QE spectra obtained using the stacked RGB-layers structure, according to the embodiment of this application;

[0056] FIG. 14 shows another configuration example of the G-layer (second layer) in the image sensor according to the embodiment of this application;

[0057] FIG. 15 shows a EQE spectrum obtained using the G-layer with a structure shown in FIG. 14, according to the embodiment of this application;

[0058] FIG. 16 shows IV curves of the G-layer with the structure shown in FIG. 14, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application;

[0059] FIG. 17 shows another structure of a pixel in the image sensor according to the embodiment of this application;

[0060] FIG. 18 shows IV curves of a B-layer with the structure shown in FIG. 17, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application;

[0061] FIG. 19 shows IV curves of a G-layer with the structure shown in FIG. 17, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application;

[0062] FIG. 20 shows IV curves of a R-layer with the structure shown in FIG. 17, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application;

[0063] FIG. 21 shows EQE spectra obtained using the stacked RGB-layers structure shown in FIG. 17, according to the embodiment of this application;

[0064] FIG. 22 is a schematic block diagram of an electronic device according to the embodiment of this application;

[0065] FIG. 23A shows spectral characteristics of absorbance of MAPbBr3-xClx;

[0066] FIG. 23B shows a relationship between x on MAPbBr3-xClx and a wavelength at a reference point on the spectral characteristics shown in FIG. 23A;

[0067] FIG. 24A shows spectral characteristics of absorbance of CsxFA1-xPbI3-yBry;

[0068] FIG. 24B shows a relationship between y on CsxFA1-xPbI3-yBry and a wavelength at a reference point on the spectral characteristics shown in FIG. 24A;

[0069] FIG. 25A shows spectral characteristics of absorbance of MAPbBr3-xIx;

[0070] FIG. 25B shows a relationship between x on MAPbBr3-xIx and a reference point on the spectral characteristics shown in FIG. 25A;

[0071] FIG. 26 shows spectral characteristics of absorbance of CsPbCl3-xBrx; and

[0072] FIG. 27 shows spectral characteristics of absorbance of CsPbBr3-xIx.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0073] The following describes the technical solutions in embodiments of this application with reference to the accompanying drawings in embodiments of this application.

[0074] It should be noted that, in this application, the term like "as an example" or "for example" is used to represent giving an example, an illustration, or a description. Any embodiment or design solution described by using "as an example" or "for example" in this application should not be construed as being preferred or having more advantages than another embodiment or design solution. To be precise, the term like "as an example" or "for example" is intended to present a related concept in a specific manner.

[0075] It should be noted that in the following description, "at least one" means one or more and "a plurality of" means two or more. In addition, "and / or" describes an association relationship between associated objects, and represents that three relationships may exist. For example, A and / or B may represent the following cases: Only A exists, both A and B exist, and only B exists, where A and B may be singular or plural. The character " / " generally indicates an "or" relationship between the associated objects. At least one of the following items (pieces) or a similar expression thereof indicates any combination of these items, including a single item (piece) or any combination of a plurality of items (pieces) . For example, at least one of a, b, and c may represent: a, b, c, a and b, a and c, b and c, or a, b, and c, where a, b, and c each may be singular or plural.

[0076] In addition, unless otherwise stated, ordinal terms such as "first" and "second" used in this application are used to distinguish between a plurality of objects, and are not intended to limit a sequence, a time sequence, priorities, or importance degrees of the plurality of objects.

[0077] Conventional techniques on Image Sensors:

[0078] In the Bayer array image sensor, two of four adjacent photodiodes (PDs) receive light that has passed through a green (G) color filter. The remaining two PDs receive light that has passed through a blue (B) color filter and light that has passed through a red (R) color filter, respectively. The green color PDs on a light receiving surface of the image sensor forms a checkerboard pattern, and each of the blue color PDs and the red color PDs on the light receiving surface forms a mosaic pattern. Thus, in the Bayer array image sensor, it is necessary to perform complementary processing (Demosaicing) using neighboring pixels of the same color.

[0079] The Bayer array image sensors have the following issues: (a) Since it is necessary to arrange the four PDs corresponding to R, G, G and B on the light receiving surface of the image sensor, resolution determined by original pixel pitches lower than that of a monochrome image sensor. (b) Since the PDs corresponding to each color are regularly arranged, moiré that is  aliasing in the sampling theory and coloration (false color) that does not originally exist in a subject occur in high spatial frequency signals. (c) Sensitivity decreases due to light attenuation by the color filters. (d) Demosaicing is required, thereby increasing processing load and power consumption.

[0080] At least some of the issues of the Bayer array image sensor described above may be resolved by adopting a stacked RGB-layers type image sensor (hereinafter, a stacked-type image sensor) in which a red color-layer (R-layer) , a green color-layer (G-layer) and a blue color-layer (B-layer) are stacked in this order. In the stacked-type image sensor, light first enters the B-layer. The B-layer absorbs a blue component of light entering the stacked-type image sensor, and transmits the remaining components of the light. The G-layer absorbs a green component of the light components that have passed through the B-layer, and transmits the remaining light components. The R-layer absorbs a red component of the light components that have passed through the G-layer. In the stacked-type image sensor, each pixel color is determined based on photocurrents separately output from the B-layer, G-layer and R-layer.

[0081] In the stacked-type image sensor, one PD in each layer constitutes one pixel, and PDs absorbing the same color component are uniformly distributed in each layer. Further, there is no need to provide the color filters. Therefore, the issues associated with the Bayer array image sensors, such as low resolution, occurrence of moiré, low sensitivity and burden of demosaicing may be solved by adopting the stacked-type image sensor.

[0082] Conventional stacked-type image sensor uses a Si substrate as a PD, and separates each color component by utilizing a property that penetration depth of light into the Si substrate differs depending on its wavelength. In other words, a Si layer at shallow depth absorbs blue light, another Si layer at intermediate depth absorbs green light and yet another Si layer at deep depth absorbs red light. However, since the conventional stacked-type image sensor uses the Si substrate, absorption spectrum of each layer has a wide width, and a slope of an absorption edge is gentle. This causes occurrence of large crosstalk. In addition, since Si is an indirect transition type material that has a low light absorption rate, it is necessary to provide each layer with sufficient thickness to obtain sufficient sensitivity (quantum efficiency) , thereby increasing a size of the image sensor.

[0083] Performance of the stacked-type image sensor may be improved by adopting a hybrid structure that combines a Si layer and an organic photoelectric conversion film containing an organic material with relatively better wavelength selectivity than the Si layer. However, since the organic material in this structure has lower effective mobility than Si, it takes more time to extract signal charges from the organic photoelectric conversion film, thereby causing an afterimage. Also, a new organic material with a preferable color separation property can not be  found easily. The embodiments of this application may resolve at least some of the issues facing by the conventional image sensors mentioned above.

[0084] Structure of Image Sensor:

[0085] Following describes a structure of an image sensor 10 according to an embodiment of this application. Specifically, a stacked RGB-layers structure in each pixel of the image sensor 10 is described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a schematic diagram for describing the stacked RGB-layers structure in the image sensor 10.

[0086] As shown in FIG. 1, the image sensor 10 includes a first layer L1, a second layer L2, and a third layer L3. The third to first layers are stacked in this order. The first layer L1 is a photoelectric conversion layer (B-layer) that absorbs a blue component (B) of light to generate photocurrent. The second layer L2 is a photoelectric conversion layer (G-layer) that absorbs a green component (G) of light to generate photocurrent. The third layer L3 is a photoelectric conversion layer (R-layer) that absorbs a red component (R) of light to generate photocurrent.

[0087] For ease of description, the following will describe the stacked RGB-layers structure containing three layers that respectively correspond to R, G and B as an example, but wavelength ranges of light absorbed by the layers in the image sensor 10 according to the embodiment are not limited to this example.

[0088] A bandgap of a metal halide perovskite used as an absorber of each layer as described below may be controlled by adjusting halogen concentration therein. Thus, in principle, an absorption edge of each layer may be placed at any position within a visible light region or a longer / shorter wavelength region. In other words, spectral sensitivity characteristics (that is, frequency selectivity) of each layer may be easily designed. In some implementation, it may be possible to divide the wavelength range corresponding to any of R, G and B into two or more sub-wavelength ranges and assign them to two or more layers in the stacked layers structure.

[0089] In addition, the number N of layers included in the stacked layers structure may be other than three. For example, the stacked layers structure may further include one or more other-layers in addition to the layers corresponding to R, G and B. In an implementation, the stacked layers structure may include an IR-layer that absorbs light within a wavelength range in the infrared region. In another implementation in which the number of layers N is 4 or more, it may be possible to divide the wavelength range of visible light into N sub-wavelength ranges and assign them to N layers in the stacked layers structure. It should be noted that assigning a sub-wavelength range to a layer means designing the position of the absorption edge so that the absorber of the layer absorbs light in the sub-wavelength range. In yet another implementation, it may also be possible to design the stacked layers structure in which the number of layers N is two. It should be understood that the implementations and designs above fall within the technical  scope of the embodiment of this application.

[0090] In the following, explanation will be given using the stacked RGB-layers structure as an example. Each of the first layer L1, the second layer L2 and the third layer L3 includes a plurality of pixels, and a surface of each layer is perpendicular to a traveling direction of light. Light entering the image sensor 10 first enters the first layer L1. The light that has passed through the first layer L1 enters the second layer L2. The light that has passed through the second layer L2 enters the third layer L3.

[0091] For example, a pixel Pix-B of the first layer L1, a pixel Pix-G of the second layer L2 and a pixel Pix-R of the third layer L3 are located at positions corresponding to each other. Light that has passed through the Pix-B is incident on the Pix-G, and the light that has passed through the Pix-G is incident on the Pix-R. The Pix-B absorbs the blue component of light to generate photocurrent according to the amount of absorption. The Pix-G absorbs the green component of light to generate photocurrent according to the amount of absorption. The Pix-R absorbs the red component of light to generate photocurrent according to the amount of absorption. Then, the photocurrent is extracted as pixel signals corresponding to R, G and B separately from the R-layer, the G-layer and the B-layer.

[0092] Each layer may be assembled in n-i-p or p-i-n architecture. FIG. 1 (a) schematically shows the p-i-n architecture. FIG. 1 (b) schematically shows the n-i-p architecture. In the case of n-i-p architecture, assembly starts from a n-type layer. In the case of n-i-p architecture, the assembly starts from a p-type layer.

[0093] Each layer mainly includes two electrodes, two transport layers and a perovskite film. The perovskite film is sandwiched between the two transport layers. One transport layer is an electron transport layer (ETL) , and the other transport layer is the hole transport layer (HTL) . The ETL is sandwiched between the perovskite film and one electrode. The HTL is sandwiched between the perovskite film and the other electrode. A metal (Au, Ag, Al, or the like) or an oxide conductive material for transparent electrodes such as ITO (Indium-Tin Oxide) is used for the electrodes of each layer.

[0094] As mentioned above, the image sensor 10 includes a plurality of pixels configured to act as photoelectric conversion elements. Each pixel includes the third layer L3, the second layer L2, and the first layer L1 stacked in this order, and light entering the image sensor 10 is initially incident on the first layer L1. The first layer L1 includes a first conversion film (corresponding to the perovskite film above) composed of a first metal halide perovskite material capable of absorbing a blue component of light to generate photocurrent. The second layer L2 includes a second conversion film (corresponding to the perovskite film above) composed of a second metal halide perovskite material capable of absorbing a green component of light to generate  photocurrent. The third layer L3 includes a third conversion film (corresponding to the perovskite film above) composed of a third metal halide perovskite material capable of absorbing a red component of light to generate photocurrent.

[0095] Red Color Detection Layer:

[0096] The following describes a configuration example of the third layer L3 (which may be referred to as a red color detection layer or a R-layer) with reference to FIG. 2. FIG. 2 shows the configuration example of the R-layer in the image sensor 10.

[0097] The R-layer of the image sensor 10 has the p-i-n structure. According to experiments, R-layer configuration shown in FIG. 2 may exhibit better performance (e.g. higher EQE and lower dark current) than R-layer configuration with the n-i-p structure.

[0098] In an example shown in FIG. 2, the third metal halide perovskite material forming the perovskite film 24 in the R-layer is a material represented by the following formula: CsxrFA1-xrPbI3-yrBryr, where FA is a formamidinium cation, that is, HC (NH2) 2+. Here, xr and yr may be configured to meet conditions of 0 ≤ xr ≤ 0.3 and 0.5 ≤ yr ≤ 1.1. For details, refer to FIGs. 24A and 24B and description thereof. Optionally, yr may be configured to meet the following: 0.2 ≤ yr ≤ 0.8. Preferably, the third metal halide perovskite material may be designed as being xr = 0.12 and yr = 0.45. Under this condition, the third metal halide perovskite material has superior crystal quality and stability.

[0099] In some implementation, as shown in FIG. 2, Al may be used for a top electrode 21, and C60 may be used for an ETL 23. PTAA may be used for an HTL 25, and ITO may be used for a bottom electrode 26. PTAA may be referred to as Poly [bis (4-phynyl) (2, 4, 6-triMethylphenyl) aMine] . In addition, a buffer layer 22 is provided between the top electrode 21 and the ETL 23, and BCP may be used for the buffer layer 22. BCP may be referred to as 1-Bromo-3-chloropropane. A band alignment of the R-layer is as shown in FIG. 3. IV-curves of the R-layer is as shown in FIG. 4.

[0100] FIG. 4 shows the IV curves of the R-layer, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application.

[0101] The solid line shows the IV curve of the R-layer in an environment without a light source. The dotted line indicates the IV curve of the R-layer in an environment with a light source. Each IV curve is obtained by measuring photocurrent when the voltage is increased from -1V to +1V and then decreased from +1V to -1V. Referring to the dotted IV curve, it may be understood that the IV curves have minimal hysteresis, and good rectification and linear photocurrent characteristics over a wide voltage range of -1 V to +0.5 V. Based on the IV curves shown in FIG. 4, the following average parameters are calculated: EQE = 89 ± 3 %and Jd (dynamic at -0.5 V) = 30 ± 8 nA / cm2, where Jd represents a dark current herein. These results  indicate that the R-layer has high EQE and sufficiently low dark current characteristics.

[0102] In addition to the above measurements, the inventors have fabricated a large-sized R pixel cell (0.16 cm2) and a small-sized R pixel cell (100 μm2) and have measured photocurrent response waveforms. As a result, Trise that is required for photocurrent to rise from 10%to 90%after incidence of a light pulse is less than a time corresponding to resolution of an oscilloscope, in either case. On the other hand, Tfall that is required for the photocurrent to decrease from 90%to 10%is 770 ns in the case of the large-sized pixel cell, and is less than 30 nm in the case of the small-sized pixel cell. This indicates that the R-layer above has a high optical response speed.

[0103] Fabrication procedure of the R-layer:

[0104] Firstly, a synthesis procedure of perovskite precursors is described below.

[0105] -Synthesis of formamidinium iodide: (a) 6 g (0.0577 mol) of formamidine acetate (99%) is dissolved in 50 mL of ethanol and placed in ice bath. (b) Under vigorous stirring, 18 g (10.5 ml) of hydroiodic acid (57 wt%in H2O, 80 mmol) is slowly added to the solution. (c) The solution was stirred for 2 h, which was followed by the removal of the solvent by a rotary evaporator (for 5 h) at 40-50 ℃ and 60 ℃ when almost dry (brown color changed to yellowish) . (d) The resulting solid is washed with diethyl ether eight times until the color is changed to white. (e) Finally, the white solid is dried under vacuum at 50 ℃.

[0106] -Synthesis of formamidinium bromide: (a) 6 g (0.0577 mol) of formamidine acetate (99%) is dissolved in 50 mL of ethanol and placed in an iced bath. (b) Under vigorous stirring, 13.5 g (9 ml) of hydrobromic acid (48 wt%in H2O, 80 mmol) is slowly added to the solution. (c) The solution is stirred for 2 h, which is followed by the removal of the solvent by a rotary evaporator at 50 ℃. (d) The resulting solid is washed with diethyl ether four times until the color is changed to white. (e) The white solid is further purified by recrystallization in a mixed solvent of ethanol and diethyl ether and is washed again with diethyl ether. (f) Finally, the white solid is dried under vacuum and 50 ℃.

[0107] -Synthesis of formamidinium chloride: (a) 8 g (76.9 mmol) of formamidine acetate (99%) is dissolved in 70 mL of ethanol and placed in an iced bath. (b) Under vigorous stirring, 11.34 g (9.5 ml) of hydrochloric acid (37 wt%in H2O, 115 mmol) is slowly added to the solution. (c) The solution is stirred for 2 h, which is followed by the removal of the solvent by a rotary evaporator at 55 ℃. If it is not evaporated completely, precipitation of it by diethyl ether is made. (d) The white solid is further purified by recrystallization in a mixed solvent of ethanol and diethyl ether and is washed again with diethyl ether. (e) Finally, the white solid is dried under vacuum at 50 ℃.

[0108] Next, a cleaning procedure of the substrate is described below.

[0109] -Substrate cleaning: (a) 100 x 100 mm of ITO substrates are cut using a glasscutter.  (b) The ITO substrates are cleaned mechanically with a brush, and then sonicate in a cleaning solution (e.g. 2%HellmanexTM solution) , distilled water, acetone and isopropanol for 10 minutes sequentially. (c) After that, the substrates are cleaned with UV-O3 treatment for 15 minutes using a UV-Ozone cleaner. The subsequent ETL or HTL coating is done after this cleaning procedure.

[0110] Next, a fabrication procedure of the R-layer is described below.

[0111] -"HTL" preparation (coating under N2 atmosphere) : 60 μl of 4 mg / ml PTAA solution in toluene is spin-coated at 4000 rpm statically for 30 seconds on ITO substrate. The ITO substrate is placed on a preheated hotplate at 100 ℃ for 10 minutes.

[0112] -"Perovskite ink" preparation (under N2 atmosphere) : 0.6g of FAI, 1.6 g of PbI2, 0.184 mg of PbBr2, 0.84g of CsBr are weighted out under N2 atmosphere using a precision balance. 280 μl of DMSO (Dimethyl sulfoxide) and 1930 μL of DMF (N, N-dimethylformamide) are added to powders. The perovskite ink is heated at 80 ℃ for an hour to aid the dissolution of the powders.

[0113] -"Perovskite coating" (coating under N2 atmosphere) : 55 μl of DMF is dispensed on a rotating substrate at 6000 rpm. After 15 seconds, 55 μl of the perovskite ink is dropped on the substrate following 120 μl of toluene drop after 10 seconds. After 10 seconds of rotation, the substrate is removed from a spin coater and put on a preheated hotplate at 100 ℃. The solution is filtered through 0.45 μm of PTFE (polytetrafluoroethylene) filter into a separate vial before coating.

[0114] -"ETL coating" (coating under N2 atmosphere) : 20 nm of C60 and 8 nm of BCP (Bathocuproine) are evaporated at and at < 3-6 torr pressure on the entire surface of the substrate.

[0115] -"Electrode coating" : 100 nm of a metal such as Cu, Al or the like is thermally evaporated through a shadow mask. In a case of Cu, the metal is evaporated at for the first 10 nm. Alternatively, in a case of Al, the metal is evaporated at for the first 10 nm. Further, the metal is evaporated at for the last 90 nm under <3-6 torr pressure.

[0116] Although the specific fabrication procedure of the R-layer is described above, it should be noted that it is merely one of some implementation examples of this application and this is not intended to limit this application.

[0117] Green Color Detection Layer:

[0118] Here, the following describes a configuration example of the second layer L2 (which may be referred to as a green color detection layer or a G-layer) with reference to FIG. 5. FIG. 5 shows the configuration example of the G-layer in the image sensor 10.

[0119] In an example shown in FIG. 5, the second metal halide perovskite material forming the perovskite film 54 in the G-layer is a material represented by the following formula:  MAPbBr3-xgIxg, wherein MA is a methylammonium cation, that is, CH3NH3+. Here, xg may be configured to meet a condition of 0.3 ≤ xg ≤ 1.0. For details, refer to FIGs. 25A and 25B and description thereof. Optionally, xg may be configured to meet the following: 0.3 ≤ xg ≤0.8. Preferably, the second metal halide perovskite material may be designed as being xg = 0.6. Under this condition, the second metal halide perovskite material has superior crystal quality and stability.

[0120] In some implementation, as shown in FIG. 5, Al may be used for a top electrode 51, and C60 and PCBM ( [6, 6] -Phenyl-C51-Butyric Acid Methyl Ester) may be used for an ETL 53. 2PACz (2- (9H-Carbazol-9-yl) ethyl] phosphonic Acid) and TAPC (Di- [4- (N, N-ditolyl-amino) -phenyl] cyclohexane) may be used for an HTL 55, and ITO may be used for a bottom electrode 56. In addition, a buffer layer 52 is provided between the top electrode 51 and the ETL 53, and BCP may be used for the buffer layer 52. A band alignment of the G-layer is as shown in FIG. 6. IV-curves of the G-layer is as shown in FIG. 7.

[0121] FIG. 7 shows the IV curves of the G-layer, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application.

[0122] The solid line shows the IV curve of the G-layer in an environment without a light source. The dotted line indicates the IV curve of the G-layer in an environment with a light source. Based on the IV curves shown in FIG. 7, the following average parameters are calculated: EQE = 52 ± 4 %and Jd (dynamic at -0.5 V) = 50 ± 10 nA / cm2. These results indicate that the G-layer has high EQE and sufficiently low dark current characteristics.

[0123] In addition to the above measurements, the inventors have fabricated a large-sized G pixel cell (0.16 cm2) and a small-sized G pixel cell (100 μm2) and have measured photocurrent response waveforms. As a result, an average value of time Trise that is required for photocurrent to rise from 10%to 90%after incidence of a light pulse is less than a time corresponding to resolution of an oscilloscope. On the other hand, an average value of Tfall that is required for the photocurrent to decrease from 90%to 10%is 360 ns. This indicates that the G-layer above has a high optical response speed.

[0124] Fabrication procedure of the G-layer:

[0125] A fabrication procedure of the G-layer is described below.

[0126] -"2PACz coating" (coating under N2 atmosphere) : 100 μl of 0.4 mg / ml 2PACz in anhydrous ethanol is coated at 3000 rpm for 30 seconds. The substrate is placed on a preheated hotplate at 100℃ for 10 minutes.

[0127] -"TAPC coating" (coating under N2 atmosphere) : 60 μl of 5 mg / ml TAPC solution in chlorobenzene is spin-coated at 4000 rpm statically for 30 seconds. The substrate is placed on a preheated hotplate at 120℃ for 10 minutes.

[0128] -"Perovskite ink" preparation (N2 atmosphere) : 210 mg of MAI, 98.5 mg of MABr and 807 mg of PbBr2 are weighted out under N2 atmosphere. 1.52 ml of DMF + 0.38 ml of DMSO are added to the powders and are heated at 80 ℃ for 1 hour. 10 minutes before the coating of perovskite, 56 mg of MAAc are added to a bottle with the perovskite solution, and the solution is heated at 80℃ for 10 minutes to dissolve. The solution is coated within 1 hour after the dissolution of MAAc. The solution is filtered through 0.45 μm of PTFE filter into a separate vial before coating.

[0129] -"Perovskite coating" (coating under N2 atmosphere) : 55 μl of DMF is dispensed on a rotating substrate at 3000 rpm. After 15 seconds, 55 μl of the perovskite ink is dropped on the substrate following 200 μl of m-Xylene drop after 17 seconds. After 60 seconds of rotation, the substrate is removed from the spin coater and put on a preheated hotplate at 100 ℃.

[0130] -"ETL coating" (under N2 atmosphere) : 50 μl of 15 mg / ml solution of PCBM in chlorobenzene is coated on a top of a rotating substrate at 2000 rpm for 30 seconds. The substrate is transferred to an evaporation chamber where 5 nm of C60 and 8 nm of BCP are evaporated at at < 3-6 torr pressure on the entire surface of the substrate.

[0131] -"Electrode coating" : 100 nm film of a metal such as Cu, Al or the like is thermally evaporated through a shadow mask. In a case of Cu, the metal is evaporated at for the first 10 nm. Alternatively, in a case of Al, the metal is evaporated at for the first 10 nm. Further, the metal is evaporated at for the last 90 nm at < 3-6 torr pressure.

[0132] Although the specific fabrication procedure of the G-layer is described above, it should be noted that it is merely one of some implementation examples of this application and this is not intended to limit this application.

[0133] As shown above, the fabrication procedure of the G-layer is similar to that of the R-layer described above. However, it should be noted that the compositions with higher bromide content may have EQE < 40%and high dark currents, due to an uneven crystallization of perovskites with high bromide content. In this regard, this embodiment provides a solution using MAAc additive to improve topography of the perovskite, thereby improving crystallization and photodetection performance.

[0134] In addition, this embodiment further provides a novel HTL structure composed of a 2PACz self-assembled monolayer with a subsequent coating of TAPC HTL. This composite layer makes it possible to improve photocurrent properties and to reduce dark current due to fewer shunts, so as to implement a lower charge recombination rate at the ITO / HTL interface. Furthermore, this embodiment provides a solution using a composite ETL composed of PCBM and C60 to improve hole-blocking properties of the ETL. The optimization mentioned above enables to obtain the following performance: EQE = 52 ± 4 %and Jd (dynamic at -0.5 V) = 50 ± 10 nA / cm2.

[0135] Blue Color Detection Layer:

[0136] The following describes a configuration example of the first layer L1 (which may be referred to as a blue color detection layer or a B-layer) with reference to FIG. 8. FIG. 8 shows a configuration example of the B-layer in the image sensor 10.

[0137] In an example shown in FIG. 8, the first metal halide perovskite material forming the perovskite film 84 in the B-layer is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xbClxb, or FAPbBr3-xbClxb, where MA is a methylammonium cation, that is, CH3NH3+, and FA is a formamidinium cation, that is, HC (NH2) 2+. Here, xb may be configured to meet a condition of 0.5 ≤ xb ≤ 2.0. For details, refer to FIGs. 23A and 23B and description thereof. Optionally, xb may be configured to meet the following: 0.6 ≤ xb ≤ 1.2. Preferably, the first metal halide perovskite material may be designed as being xb = 1.2. Under this condition, the first metal halide perovskite material has superior crystal quality and stability.

[0138] In some implementation, as shown in FIG. 8, Ag may be used for a top electrode 81, and CBP may be used for an HTL 83. CBP may be referred to as 4, 4'-Bis (9H-carbazol-9-yl) biphenyl. PCBA and SnO2 may be used for an ETL 85, and ITO may be used for a bottom electrode 86. PCBA may be referred to as 2, 3, 4, 5, 6-Pentachlorobenzenemethanol. In addition, a buffer layer 82 is provided between the top electrode 81 and the HTL 83, and MoO3 may be used for the buffer layer 82.

[0139] It should be noted that the B-layer above is the n-i-p structure. A band alignment of the B-layer is as shown in FIG. 9. As shown in FIG. 9, the perovskite film 84 (that is, MAPbBr3-xbClxb, or FAPbBr3-xbClxb) of the B-layer has a wide band gap. Therefore, in a case that the p-i-n structure is applied to the B-layer, dark current may not be sufficiently suppressed by hole blocking characteristics of ETL using C60 and PCBM. Accordingly, in this embodiment, the n-i-p structure is applied to the B-layer, and the PCBA and SnO2 composite layer is used for the ETL 85, thereby suppressing dark current.

[0140] IV-curves of the B-layer is as shown in FIG. 10. FIG. 10 shows the IV curves of the B-layer, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application.

[0141] The solid line shows the IV curve of the B-layer in an environment without a light source. The dotted line indicates the IV curve of the B-layer in an environment with a light source. Based on the IV curves shown in FIG. 10, the following average parameters are calculated: EQE = 59 ± 7 %and Jd (dynamic at -0.5 V) = 300 ± 100 nA / cm2. Also, a peak value of EQE is 81 %. These results indicate that the B-layer has high EQE and sufficiently low dark current characteristics.

[0142] In addition to the above measurements, the inventors have fabricated a large-sized B pixel cell (0.16 cm2) and a small-sized B pixel cell (100 μm2) and have measured photocurrent response waveforms. As a result, an average value of time Trise that is required for photocurrent to rise from 10%to 90%after incidence of a light pulse is less than a time corresponding to resolution of an oscilloscope. On the other hand, an average value of Tfall that is required for the photocurrent to decrease from 90%to 10%is 520 ns. This indicates that the B-layer above has a high optical response speed.

[0143] Fabrication procedure of the B-layer:

[0144] A fabrication procedure of the B-layer is described below.

[0145] -"ETL coating" (coating in air) : A stock solution of 15%SnO2 nanocrystals is diluted to 10% (volume) by adding distilled water to the stock. The solution is filtered through 0.45 μm of PES (Poly Ether Sulfone) filter. 50 μl and 50 μl of the filtered solutions are spin-coated at 4000 rpm for 50 seconds by dropping the solution on a rotating substrate at 5 and 25 seconds of rotation. After the coating, SnO2 is removed from the ITO contact with a wet wipe. The SnO2 is only removed from the connection area not from the active area of the substrate. The substrate is put on a hotplate and the temperature is ramped to 100 ℃ (approximately at 2 degrees per second) . Once at 100 ℃, the substrate is annealed for 10 minutes, and then the temperature is ramped up to 155 ℃ (approximately at 2 degrees per second) . The substrate is annealed at 155 ℃ for 15 minutes and transferred to a nitrogen-filled glovebox within 20 minutes. The substrate is annealed at 150 ℃ in the glovebox for 10 minutes. After cooling to the room temperature, 60 μl of 0.1 mg / ml PCBA solution in toluene is spin-coated at 3000 rpm statically for 30 seconds.

[0146] -"Perovskite ink" preparation: 193 mg of FACl, 67 mg of PbCl2 and 792 mg of PbBr2 are weighted out under N2 atmosphere. 2 ml of DMSO is added to the powders, and these are heated at 80 ℃ for 1-hour.

[0147] -"Perovskite coating" (under N2 atmosphere) : Firstly, 80 μl of anhydrous DMF is deposited on a substrate to prewet. After 20 seconds of rotation at 3000 rpm, 80 μl of the perovskite ink is dropped on the rotating substrate, and after 47 seconds, 300 μl of anhydrous xylene is dropped on the substrate. After 10 seconds (unoptimized) , the rotation is stopped and the substrate is put on 125℃ hotplate for 5 minutes.

[0148] -"HTL coating" : 50 μl of 17 mg / ml CBP in chlorobenzene is coated on a top of the perovskite at 3000 rpm for 30 seconds. The substrate is transferred to a vacuum chamber, where 15 nm of MoO3 is evaporated on the entire surface of the sample at < 3-6 torr pressure.

[0149] -"Electrode coating" : 100 nm of Ag is evaporated at and at < 3-6 torr pressure through a shadow mask.

[0150] Although the specific fabrication procedure of the B-layer is described above, it  should be noted that it is merely one of some implementation examples of this application and this is not intended to limit this application.

[0151] Summary of Measurement Results:

[0152] FIG. 11 shows some measurement results obtained using the R-layer, the G-layer and the B-layers individually, according to the embodiment of this application. The measurement results have been obtained by using each of the R-layer having a structure shown in FIG. 2, the G-layer having a structure shown in FIG. 5, and the B-layer having a structure shown in FIG. 8.

[0153] As shown in FIG. 11, the R-layer shows the following performance: EQE = 82%, Jdark (steady at 0.5V) = 1 nA / cm2, Tfall = 600 μs and Trise << Tfall. In addition, the G-layer shows the following performance: EQE = 89%, Jdark (steady at 0.5V) = 8 nA / cm2, Tfall = 290 μs and Trise <<Tfall, and the B-layer shows the following performance under a preferable condition: EQE = 81%, Jdark (steady at 0.5V) = 12 nA / cm2, Tfall = 600 μs and Trise << Tfall.

[0154] FIG. 12 shows EQE spectra obtained using the R-layer, the G-layer and the B-layers individually, according to the embodiment of this application.

[0155] The solid line indicates the EQE spectrum of the B-layer, the dashed line indicates the EQE spectrum of the G-layer, and the dotted line indicates the EQE spectrum of the R-layer. As shown in FIG. 12, the EQE spectrum corresponding to each layer has characteristics such that the EQE maintains a sufficiently high value in a wavelength region lower than the absorption edge (near 470 nm for the B-layer, near 570 nm for the G-layer, or near 750 nm for the R-layer) and sharply drops after exceeding the absorption edge.

[0156] EQE spectrum of the stacked RGB-layers structure calculated from the EQE spectrum of each layer is as shown in FIG. 13. FIG. 13 shows EQE spectra obtained using the stacked RGB-layers structure, according to the embodiment of this application.

[0157] Since the EQE spectrum of each layer has a steep slope near the absorption edge, the absorption wavelength ranges of the B-layer, G-layer and R-layer are clearly separated from each other, as shown in FIG. 13. Therefore, crosstalk may be significantly suppressed in the image sensor 10 according to this embodiment, compared to the conventional image sensors. In addition, the peak value of EQE for each layer is about 80%or more, indicating that each layer has high sensitivity.

[0158] As described above, the image sensor with low crosstalk, high sensitivity and no afterimage (low image lag) may be implemented by applying the perovskite film to each layer.

[0159] Variation 1: Another Structure of Green Layer

[0160] With reference to FIG. 14, the following describes variation 1 of the embodiment of this application. The variation 1 provides another configuration example of the G-layer. FIG. 14 shows another configuration example of the G-layer (the second layer L2) in the image sensor 10  according to the embodiment of this application.

[0161] In an example shown in FIG. 14, the second metal halide perovskite material forming the perovskite film 144 in the G-layer is a material represented by the following formula: FAPbI3-xgBrxg, where FA is a formamidinium cation, that is, HC (NH2) 2+. Here, xg may be configured to meet a condition of 2.19 ≤ xg ≤ 2.73. For details, refer to FIGs. 24A and 24B and description thereof. Optionally, xg may be configured to meet the following: 2.2 ≤ xg ≤2.7. Preferably, the second metal halide perovskite material may be designed as being xg = 2.4. Under this condition, the second metal halide perovskite material has superior crystal quality and stability.

[0162] In the example shown in FIG. 14, Al may be used for a top electrode 141, and C60 and PCBM may be used for an ETL 143.2PACz and TAPC may be used for an HTL 145, and ITO may be used for a bottom electrode 146. In addition, a buffer layer 142 is provided between the top electrode 141 and the ETL 143, and BCP may be used for the buffer layer 142. The difference between the G-layer shown in FIG. 5 and the G-layer shown in FIG. 14 is mainly in the difference in the perovskite film 144.

[0163] A EQE spectrum of the G-layer shown in FIG. 14 is as shown in FIG. 15. FIG. 15 shows the EQE spectrum obtained using the G-layer with a structure shown in FIG. 14, according to the embodiment of this application.

[0164] As shown in FIG. 15, the EQE spectrum corresponding to the G-layer of the variation 1 has characteristics such that the EQE maintains a sufficiently high value (approximately 60%to 70%) in a wavelength region lower than the absorption edge (near 570 nm) and sharply drops after exceeding the absorption edge. Therefore, when applying the G-layer of the variation 1 to the stacked RGB-layers structure, the absorption wavelength ranges of each layer are clearly separated from each other, and the occurrence of crosstalk is suppressed. In addition, the G-layer of the variation 1 also has high sensitivity due to the characteristic of the perovskite film.

[0165] IV-curves of the G-layer of the variation 1 is as shown in FIG. 16. FIG. 16 shows the IV curves of the G-layer with the structure shown in FIG. 14, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application.

[0166] The solid line shows the IV curve of the G-layer in an environment without a light source. The dotted line indicates the IV curve of the G-layer in an environment with a light source. Based on the IV curves shown in FIG. 16, the following average parameters are calculated: EQE = 51 ± 11 %and Jd (dynamic at -0.5 V) = 50 ± 20 nA / cm2. These results indicate that the G-layer of the variation 1 also has high EQE and sufficiently low dark current characteristics.

[0167] Fabrication procedure of the G-layer according to the Variation 1:

[0168] A fabrication procedure of the G-layer shown in FIG. 14 is described below.

[0169] -Step 1: 120 mg of PbI2 and 382 mg of PbBr2 are dissolved in 0.8 mL of DMF and 0.2 mL of DMSO, and the solution is heated at 80 ℃ for 1 hour to have complete dissolution.

[0170] -Step 2: 94 mg of FABr is dissolved in anhydrous methanol. All solutions are filtered with 0.22 μm of a PTFE filter before deposition.

[0171] -Step 3: 120 μl of the solution obtained in Step 1 is dispensed on a substrate rotating at 2500 rpm for 30 sec. Right after the deposition, the substrate is placed on a preheated hotplate at 60 ℃ for 120 sec.

[0172] -Step 4: Just after removed from the hotplate, the substrate undergoes the following deposition step, that is, 120 μl of the solution obtained in Step 2 is dispensed on the substrate rotating at 4000 rpm for 30 sec.

[0173] -Step 5: The final annealing follows with the substrates placed on a hotplate preheated at 100 ℃ for 10 minutes.

[0174] Although the specific fabrication procedure of the G-layer is described above, it should be noted that it is merely one of some implementation examples of this application and this is not intended to limit this application.

[0175] Variation 2: Use of Inorganic Perovskite Films for Green and Blue Layers

[0176] Next, with reference to FIG. 17, the following describes variation 2 of the embodiment of this application. The variation 2 provides a structure of the G-layer and the B-layer having a Cs+ cation instead of the organic cation. The stacked RGB-layers structure of the variation 2 is as shown in FIG. 17. FIG. 17 shows a table for describing another structure of each pixel in the image sensor 10 according to the embodiment of this application.

[0177] The table shown in FIG. 17 describes corresponding colors, corresponding layer compositions, thicknesses, functionalities and deposition methods of the layers in the pixel. In the R-layer of the example shown in FIG. 17, ITO is used for a top side electrode, and C60 is used for an ETL. MAPbBr3-xgIxg is used for a perovskite film, 2PACz is used for an HTL, and Au is used for a bottom side electrode. Here, xg may be configured to meet the following: 0.3 ≤xg ≤ 1.0. For details, refer to FIGs. 25A and 25B and description thereof. In the example of FIG. 17, xg is 2.0. In addition, a buffer layer on a HTL side is provided between the bottom side electrode and the HTL, and MoO3 is used for the buffer layer on the HTL side. Similarly, a buffer layer on a ETL side is provided between the top side electrode and the ETL, and ZnO is used for the buffer layer on the ETL side.

[0178] In the G-layer of the example shown in FIG. 17, ITO is used for a top side electrode, and SnO2 and C60 are used for an ETL. Further, CsPbBr3-xgIxg is used for a perovskite film, TCTA is used for an HTL, and ITO is used for a bottom side electrode. Here, xg may be configured to  meet the following: 0.6 ≤ xg ≤ 1.8. For details, refer to FIG. 27 and description thereof. In the example of FIG. 17, xg is 1.0. TCTA may be referred to as 4, 4', 4"-Tri (9-carbazoyl) triphenylamine. A buffer layer on a ETL side is provided between the top side electrode and the ETL, and MoO3 and AZO (azo compound) are used for the buffer layer on the ETL side. Unlike examples shown in FIG. 5 and FIG. 14, the perovskite film of the G-layer of the variation 2 contains the Cs+ cation instead of the organic cation.

[0179] In the B-layer of the example shown in FIG. 17, ITO is used for a top side electrode, and PCBM and ZnO are used for an ETL. Further, CsPbBr3-xbClxb is used for a perovskite film, 2PACz, NiO and TCTA are used for an HTL, and ITO is used for a bottom side electrode. Here, xb may be configured to meet the following: 0.6 ≤ xb ≤ 1.2. For details, refer to FIG. 26 and description thereof. In the example of FIG. 17, xb is 1.0. In addition, a buffer layer on a ETL side is provided between the top side electrode and the ETL, and ZnO is used for the buffer layer on the ETL side. Unlike examples shown in FIG. 5 and FIG. 14, the perovskite film of the B-layer of the variation 2 contains the Cs+ cation instead of the organic cation.

[0180] IV-curves of the B-layer of the variation 2 is as shown in FIG. 18. FIG. 18 shows the IV curves of the B-layer with the structure shown in FIG. 17, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application.

[0181] The solid line shows the IV curve of the B-layer in an environment without a light source. The dotted line indicates the IV curve of the B-layer in an environment with a light source.

[0182] In addition, IV-curves of the G-layer of the variation 2 is as shown in FIG. 19, and IV-curves of the R-layer of the variation 2 is as shown in FIG. 20. FIG. 19 shows the IV curves of the G-layer with the structure shown in FIG. 17, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application. FIG. 20 shows the IV curves of the R-layer with the structure shown in FIG. 17, measured under light and no light environments, according to the embodiment of this application.

[0183] The solid line shows the IV curve in an environment without a light source, and the dotted line indicates the IV curve in an environment with a light source.

[0184] EQE spectrum calculated from the IV curves of FIG. 18 to FIG. 20 is as shown in FIG. 21. FIG. 21 shows the EQE spectra obtained using the stacked RGB-layers structure shown in FIG. 17, according to the embodiment of this application.

[0185] In the case of the variation 2, the EQE spectrum of each layer has a steep slope near the absorption edge, the absorption wavelength ranges of the B-layer, G-layer and R-layer are clearly separated from each other, as shown in FIG. 21. Therefore, crosstalk may be significantly suppressed in the image sensor 10 according to the variation 2 of the embodiment, compared to  the conventional image sensors.

[0186] As described above, even if the perovskite films of the G-layer and the B-layer contain the Cs+ cation instead of the organic cation, the image sensor with low crosstalk, high sensitivity and no afterimage (low image lag) may be implemented due to characteristics of the perovskite films. Such variations should also fall within the technical scope of the embodiments of this application.

[0187] Variation 3: Another structure containing one or more Si layers

[0188] Although various implementations have been described so far in which each layer of the stacked structure has a perovskite film, variation 3 provides another stacked structure in which only some of the layers has a perovskite film. In an implementation, the stacked structure of the variation 3 contains one or more layers each including a perovskite film as an absorber, and one or more Si layers each including Si photodiodes as an absorber.

[0189] A structure of the layer including the perovskite film is the same as or similar to the layer structure of the embodiment or its variation described above. For details, refer to the description of the embodiment or its variation above. A layer structure of a stacked-layers type image sensor that is currently known or future known and that uses Si photodiodes may be applied to the Si layer of the variation 3. It should be understood that the variation 3 above may fall within the technical scope of the embodiment of this application.

[0190] Variation 4: Single layer configuration

[0191] Next, the following will describe variation 4 of the embodiment. The variation 4 provides an image sensor with a single layer structure. For example, the variation 4 is applicable to a panchromatic sensor, a monochrome sensor, or the like.

[0192] Application to Panchromatic sensor

[0193] In an implementation in which the variation 4 is applied to the panchromatic sensor, the image sensor includes a plurality of pixels configured to act as photoelectric conversion elements. Each pixel of this image sensor includes a conversion film composed of a metal halide perovskite material capable of absorbing some of light entering the image sensor to generate photocurrent. An absorption range of the metal halide perovskite material is configured to cover the entire wavelength range of visible light. In this case, the metal halide perovskite material may be the same as any one of the metal halide perovskite materials disclosed in the embodiment and its variations above.

[0194] Application to Monochromatic sensor

[0195] In another implementation in which the variation 4 is applied to the monochromatic sensor, the image sensor includes a plurality of pixels configured to act as photoelectric conversion elements. Each pixel of this image sensor includes a conversion film composed of a  metal halide perovskite material capable of absorbing some of light entering the image sensor to generate photocurrent. In a design, the conversion film may be the same as any one of the conversion films disclosed in the embodiment and its variations above. In another design, the metal halide perovskite material may be the same as any one of the metal halide perovskite materials disclosed in the embodiment and its variations above.

[0196] Configuration of Electronic Device:

[0197] Following describes an electronic device 220 according to the embodiment of this application, with reference to FIG. 22. FIG. 22 is a schematic block diagram of the electronic device 220. It should be noted that the electronic device 220 may be applied to any one of the embodiments of this application and the variations thereof.

[0198] The electronic device 220 may be a smartphone, a tablet, a cellular phone, a smart watch, a wearable device, a portable game console, an in-vehicle device, an in-vehicle camera, a personal computer, a digital still camera, a digital video camera, a surveillance camera, a smart home appliance, or the like. This is not limited in this application.

[0199] As shown in FIG. 22, the electronic device 220 includes an imaging apparatus 221, processor 222 and a memory 223. The imaging apparatus 221 includes an optical system 221a, an image sensor 221b and signal processing circuitry 221c.

[0200] The optical system 221a includes at least one lens group having one or more lenses, and may further include a stop and an optical filter such as an infrared filter. Light passing through the optical system 221a is incident on the image sensor 221b. The image sensor 221b corresponds to the image sensor 10 having the stacked-layers structure according to any one of the embodiment above and the implementations thereof. The image sensor 221b may output image signals including color information of each pixel that is determined based on the pixel signals separately extracted from the R-layer, the G-layer and the B-layer.

[0201] The signal processing circuitry 221c performs signal processing on output signals from the image sensor 221b. For example, the signal processing circuitry 221c may generate image data by performing operations such as AD conversion (analog to digital conversion) and image quality adjustment. The image quality adjustment may include at least one of brightness adjustment, white balance adjustment, sharpness adjustment, contrast adjustment, or the like. This is not limited in this application.

[0202] The processor 222 may perform operations such as encoding or decoding on the image data from the signal processing circuitry 221c. The processor 222 may be a general purpose processor such as a central processing unit (CPU) or a graphics processing unit (GPU) , a digital signal processor (DSP) , an application specific integrated circuitry (ASIC) , a field programmable gate array (FPGA) or another programmable logic device, a discrete gate or a  transistor logic device, or a discrete hardware component. It should be noted that the processor 222 may include but is not limited to these and any processors of another proper type.

[0203] Some steps may be directly executed and accomplished by using a hardware coding processor, or may be executed and accomplished by using a combination of hardware and software modules in the coding processor. A software module may be located in a mature storage medium in the art, such as a random access memory, a flash memory, a read-only memory, a programmable read-only memory, an electrically erasable programmable memory, or a register.

[0204] The memory 223 may be used for storing a computer-executable instructions or a computer program, information and / or data used for controlling the electronic device 220 by the processor 222, and the image data generated by the imaging apparatus 221.

[0205] The memory 223 may be a volatile memory or a nonvolatile memory, or may include a volatile memory and a nonvolatile memory. The nonvolatile memory may be a read-only memory (read-only memory, ROM) , a programmable read-only memory (programmable ROM, PROM) , an erasable programmable read-only memory (erasable PROM, EPROM) , an electrically erasable programmable read-only memory (electrically EPROM, EEPROM) , or a flash memory. The volatile memory may be a random access memory (random access memory, RAM) , used as an external cache. Through example but not limitative description, many forms of RAMs may be used, for example, a static random access memory (static RAM, SRAM) , a dynamic random access memory (dynamic RAM, DRAM) , a synchronous dynamic random access memory (synchronous DRAM, SDRAM) , a double data rate synchronous dynamic random access memory (double data rate SDRAM, DDR SDRAM) , an enhanced synchronous dynamic random access memory (enhanced SDRAM, ESDRAM) , a synchronous link dynamic random access memory (synchlink DRAM, SLDRAM) , and a direct rambus dynamic random access memory (direct rambus RAM, DR RAM) . It should be noted that the memory 223 may include but is not limited to these and any memory of another proper type.

[0206] In the embodiments provided in this application, it should be noted that the disclosed components may be implemented in other manners. For example, a plurality of components may be combined or integrated into another unit or module, or some features may be ignored. Some or all of the components may be selected based on actual requirements to achieve objectives of solutions of the embodiments. In addition, each of the components may exist alone physically, or two or more components are physically integrated into one unit or module.

[0207] Suitable conditions on Halogen composition in the metal halide perovskite:

[0208] Following describes suitable conditions on Halogen composition in the metal halide perovskite, with reference to measurement results shown in FIG. 23A to FIG. 27.

[0209] Conventional image sensors have optimized spectral characteristics so that they have  good color reproducibility and high SNR. For example, the conventional image sensors are designed so that a cross point of spectral characteristics falls within a given wavelength range (CP-range) shown in Table 1. Considering this, the inventors of this application measured spectral characteristics of the metal halide perovskite described above while changing its halogen composition ratio, and identified conditions for the composition ratio in which the cross point of the spectral characteristics falls within the CP-range.

[0210] Table 1 also shows the CP-range corresponding to the cross point of Red and infrared (IR) light spectral characteristics. By designing the cross point of Red and infrared light spectral characteristics to fall within this CP-range, it is possible to cut infrared light with the red layer, thereby making it possible to omit an infrared cut filter that may be used by conventional image sensors.

[0211] Table 1

[0212] FIG. 23A shows spectral characteristics of absorbance of MAPbBr3-xClx with different composition ratios. In FIG. 23A, a reference point "p" corresponds to a cross-point of EQE spectral characteristics, and Rp represents a wavelength at the reference point. For example, the reference point of each curve may be set to be a midpoint of its steep slope. Rb1 represents a minimum of the CP-range for {Blue, Green} , and Rb2 represents a maximum of the CP-range for {Blue, Green} . In an example of Table 1, Rb1 = 470 nm, and Rb2 = 520 nm.

[0213] Each dashed curve in FIG. 23A indicates the spectral curve whose reference point is outside the CP-range for {Blue, Green} . Each solid curve in FIG. 23A indicates the spectral curve whose reference point is within the CP-range for {Blue, Green} . From these measurement results shown in FIG. 23A, the relationship between x on MAPbBr3-xClx and the wavelength Rp at the reference point is as shown in FIG. 23B.

[0214] Five dots in FIG. 23B respectively correspond to the reference points of the five curves shown in FIG. 23A, and a dashed line is regression line calculated based on these five dots. When the wavelength Rp is equal to Rb1, x on MAPbBr3-xClx is 2.0. Also, when the wavelength Rp is equal to Rb2, x on MAPbBr3-xClx is 0.5. Therefore, the range of x on MAPbBr3-xClx when the reference point is within the CP-range for {Blue, Green} is identified as 0.5 ≤ x ≤ 2.0. This range provides a suitable condition of x when MAPbBr3-xClx is used in the B-layer. It should be noted that the spectral characteristics of absorbance mainly depend on a  Halogen composition ratio in the material. Thus, the range of 0.5 ≤ x ≤ 2.0 also provides a suitable condition of x when FAPbBr3-xClx is used in the B-layer.

[0215] FIG. 24A shows spectral characteristics of absorbance of CsxFA1-xPbI3-yBry with different composition ratios. In FIG. 24A, a reference point "p" corresponds to a cross-point of EQE spectral characteristics, and Rp represents a wavelength at the reference point. For example, the reference point of each curve may be set to be a midpoint of its steep slope. Rg1 represents a minimum of the CP-range for {Green, Red} , and Rg2 represents a maximum of the CP-range for {Green, Red} . In an example of Table 1, Rg1 = 560 nm, and Rg2 = 610 nm. Rr1 represents a minimum of the CP-range for {Red, IR} , and Rr2 represents a maximum of the CP-range for {Red, IR} . In an example of Table 1, Rr1 = 700 nm, and Rr2 = 750 nm.

[0216] Each dashed curve in FIG. 24A indicates the spectral curve whose reference point is outside the CP-range for {Green, Red} and is outside the CP-range for {Red, IR} . Each solid curve in FIG. 24A indicates the spectral curve whose reference point is within the CP-range for {Green, Red} or the CP-range for {Red, IR} . It should be noted that the spectral characteristics of absorbance mainly depend on a Halogen composition ratio in the material. Therefore, the measurement results shown in FIG. 24A may be obtained regardless of x.

[0217] From the measurement results shown in FIG. 24A, the relationship between y on CsxFA1-xPbI3-yBry and the wavelength Rp at the reference point is as shown in FIG. 24B. Dots in FIG. 24B respectively correspond to the reference points of the curves shown in FIG. 24A, and a dashed line is regression line calculated based on these dots. When the wavelength Rp is equal to Rg1, y on CsxFA1-xPbI3-yBry is 2.73. Also, when the wavelength Rp is equal to Rg2, y on CsxFA1-xPbI3-yBry is 2.19. Therefore, the range of y on CsxFA1-xPbI3-yBry when the reference point is within the CP-range for {Green, Red} is identified as 2.19 ≤ y ≤ 2.73. This range provides a suitable condition of y when CsxFA1-xPbI3-yBry is used in the G-layer.

[0218] In addition, when the wavelength Rp is equal to Rr1, y on CsxFA1-xPbI3-yBry is 1.1. Also, when the wavelength Rp is equal to Rr2, y on CsxFA1-xPbI3-yBry is 0.5. Therefore, the range of y on CsxFA1-xPbI3-yBry when the reference point is within the CP-range for {Red, IR} is identified as 0.5 ≤ y ≤ 1.1. This range provides a suitable condition of y when CsxFA1-xPbI3-yBry is used in the R-layer. Under this condition, the R-layer can cut infrared light by itself.

[0219] FIG. 25A shows spectral characteristics of absorbance of MAPbBr3-xIx with different composition ratios. In FIG. 25A, a reference point "p" corresponds to a cross-point of EQE spectral characteristics, and Rp represents a wavelength at the reference point. For example, the reference point of each curve may be set to be a midpoint of its steep slope.

[0220] Each dashed curve in FIG. 25A indicates the spectral curve whose reference point is  outside the CP-range for {Green, Red} and is outside the CP-range for {Red, IR} . From the measurement results shown in FIG. 25A, the relationship between x on MAPbBr3-xIx and the wavelength Rp at the reference point is as shown in FIG. 25B. Dots in FIG. 25B respectively correspond to the reference points of the curves shown in FIG. 25A, and a dashed line is regression line calculated based on these dots.

[0221] When the wavelength Rp is equal to Rg1, x on MAPbBr3-xIx is 0.3. Also, when the wavelength Rp is equal to Rg2, x on MAPbBr3-xIx is 1.0. Therefore, the range of x on MAPbBr3-xIx when the reference point is within the CP-range for {Green, Red} is identified as 0.3 ≤ x ≤ 1.0. This range provides a suitable condition of x when MAPbBr3-xIx is used in the G-layer.

[0222] In addition, when the wavelength Rp is equal to Rr1, x on MAPbBr3-xIx is 2.2. Also, when the wavelength Rp is equal to Rr2, x on MAPbBr3-xIx is 2.8. Therefore, the range of x on MAPbBr3-xIx when the reference point is within the CP-range for {Red, IR} is identified as 2.2 ≤ x ≤ 2.8. This range provides a suitable condition of x when MAPbBr3-xIx is used in the R-layer. Under this condition, the R-layer can cut infrared light by itself.

[0223] FIG. 26 shows spectral characteristics of absorbance of CsPbCl3-xBrx with different composition ratios. In FIG. 26, a reference point "p" corresponds to a cross-point of EQE spectral characteristics, and Rp represents a wavelength at the reference point. For example, the reference point of each curve may be set to be a midpoint of its steep slope.

[0224] Each dashed curve in FIG. 26 indicates the spectral curve whose reference point is outside the CP-range for {Blue, Green} . Each solid curve in FIG. 26 indicates the spectral curve whose reference point is within the CP-range for {Blue, Green} . From these measurement results shown in FIG. 26, the range of x on CsPbCl3-xBrx when the reference point is within the CP-range for {Blue, Green} is identified as 0.6 ≤ x ≤ 1.2. This range provides a suitable condition of x when CsPbCl3-xBrx is used in the B-layer.

[0225] FIG. 27 shows spectral characteristics of absorbance of CsPbBr3-xIx with different composition ratios. In FIG. 27, a reference point "p" corresponds to a cross-point of EQE spectral characteristics, and Rp represents a wavelength at the reference point. For example, the reference point of each curve may be set to be a midpoint of its steep slope.

[0226] Each dashed curve in FIG. 27 indicates the spectral curve whose reference point is outside the CP-range for {Green, Red} . A solid curve in FIG. 27 indicates the spectral curve whose reference point is within the CP-range for {Green, Red} . From these measurement results shown in FIG. 27, the range of x on CsPbBr3-xIx when the reference point is within the CP-range for {Green, Red} is identified as 0.6 ≤ x ≤ 0.8. This range provides a suitable condition of x when CsPbBr3-xIx is used in the G-layer.

[0227] The foregoing are merely specific implementations of this application, but are not intended to limit a protection scope of this application. Any variation or replacement readily figured out by a person skilled in the art within the technical scope disclosed in this application shall fall within the protection scope of this application. Hence, the protection scope of this application shall be subject to the protection scope of the claims.

Claims

1.An image sensor comprising: a plurality of pixels configured to act as photoelectric conversion elements, wherein each pixel comprises a plurality of layers, a first layer in the plurality of layers comprises a first conversion film, and at least a part of the first conversion film is composed of a first metal halide perovskite material capable of absorbing a first component of light entering the image sensor to generate photocurrent.2.The image sensor according to claim 1, wherein the plurality of layers include a third layer, a second layer and the first layer stacked in this order, and light entering the image sensor is initially incident on the first layer;the second layer comprises a second conversion film, wherein at least a part of the second conversion film is capable of absorbing a second component of light to generate photocurrent; andthe third layer comprises a third conversion film, wherein at least a part of the third conversion film is capable of absorbing a third component of light to generate photocurrent, and the first to third component have wavelength ranges different from each other.3.The image sensor according to claim 2, wherein at least a part of the second conversion film is composed of a second metal halide perovskite material capable of absorbing the second component of light to generate photocurrent.4.The image sensor according to claim 2, wherein at least a part of the third conversion film is composed of a third metal halide perovskite material capable of absorbing the third component of light to generate photocurrent.5.The image sensor according to claim 1, wherein the first metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xbClxb, or FAPbBr3-xbClxb, wherein MA is a methylammonium cation, FA is a formamidinium cation, and 0.5 ≤ xb ≤ 2.0.6.The image sensor according to claim 3, wherein the second metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xgIxg, wherein MA is a methylammonium cation, and 0.3 ≤ xg ≤ 1.0.7.The image sensor according to claim 3, wherein the second metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsxgFA1-xgPbI3-ygBryg, wherein FA is a formamidinium cation, 0 ≤ xg ≤ 0.3, and 2.19 ≤ yg ≤ 2.73.8.The image sensor according to claim 4, wherein the third metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsxrFA1-xrPbI3-yrBryr, wherein FA is a formamidinium cation, 0 ≤ xr ≤ 0.3, and 0.5 ≤ yr ≤ 1.1.9.The image sensor according to claim 1, wherein the first metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsPbBr3-xbClxb, wherein 0.6 ≤ xb ≤ 1.2.10.The image sensor according to claim 3, wherein the second metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsPbBr3-xgIxg, wherein 0.6 ≤ xg ≤ 1.8.11.The image sensor according to claim 4, wherein the third metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xrIxr, wherein MA is a methylammonium cation, and 2.2 ≤ xr ≤ 2.8.12.The image sensor according to claim 1, wherein the first layer has a n-i-p type structure, and further comprises: an electron transport layer composed of PCBA and SnO2, and a hole transport layer composed of CBP.13.The image sensor according to claim 3, wherein the second layer has a p-i-n type structure, and further comprises: an electron transport layer composed of C60 and PCBM, and a hole transport layer composed of 2PACz and TAPC.14.The image sensor according to claim 4, wherein the third layer has a p-i-n type structure, and further comprises: an electron transport layer composed of C60, and a hole transport layer composed of PTAA.15.An imaging apparatus comprising:an optical system comprising at least one lens group;the image sensor according to any one of claims 1 to 14, wherein the image sensor is configured to receive light passing through the optical system;signal processing circuitry configured to process output signals from the image sensor to generate image data.16.An electronic device comprising: a processor, a memory and the imaging apparatus according to claim 15, wherein the processor is configured to process the image data and store processed image data in the memory.17.An image sensor comprising: a plurality of pixels configured to act as photoelectric conversion elements, wherein each pixel comprises a conversion film composed of a metal halide perovskite material capable of absorbing some of light entering the image sensor to generate photocurrent.18.The image sensor according to claim 17, wherein an absorption range of the metal halide perovskite material is configured to cover the entire wavelength range of visible light.19.The image sensor according to claim 17, wherein the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xbClxb, or FAPbBr3-xbClxb, wherein  MA is a methylammonium cation, FA is a formamidinium cation, and 0.5 ≤ xb ≤ 2.0.20.The image sensor according to claim 17, wherein the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xgIxg, wherein MA is a methylammonium cation, and 0.3 ≤ xg ≤ 1.0.21.The image sensor according to claim 17, wherein the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsxgFA1-xgPbI3-ygBryg, wherein FA is a formamidinium cation, 0 ≤ xg ≤ 0.3, and 2.19 ≤ yg ≤ 2.73.22.The image sensor according to claim 17, wherein the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsxrFA1-xrPbI3-yrBryr, wherein FA is a formamidinium cation, 0 ≤ xr ≤ 0.3, and 0.5 ≤ yr ≤ 1.1.23.The image sensor according to claim 17, wherein the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsPbBr3-xbClxb, wherein 0.6 ≤ xb ≤ 1.2.24.The image sensor according to claim 17, wherein the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: CsPbBr3-xgIxg, wherein 0.6 ≤ xg ≤ 1.8.24.The image sensor according to claim 17, wherein the metal halide perovskite material is a material represented by the following formula: MAPbBr3-xrIxr, wherein MA is a methylammonium cation, and 2.2 ≤ xr ≤ 2.8.25.An imaging apparatus comprising:an optical system comprising at least one lens group;the image sensor according to any one of claims 17 to 24, wherein the image sensor is configured to receive light passing through the optical system;signal processing circuitry configured to process output signals from the image sensor to generate image data.26.An electronic device comprising: a processor, a memory and the imaging apparatus according to claim 25, wherein the processor is configured to process the image data and store processed image data in the memory.

Images