近日，苏黎世联邦理工学院与Empa合作的研究团队，在Maksym Kovalenko的带领下，提出了一种基于钙钛矿的新型图像传感器解决方案，这一创新有望革新颜色识别与成像技术。

在传统的硅图像传感器中，每个像素仅能接收约三分之一的可用光线，因为需要通过滤光片来区分颜色。然而，Kovalenko团队的研究人员发现，卤化铅钙钛矿这种晶体材料，其物理特性会随着化学成分的变化而变化，无需滤光片即可识别不同颜色的光线。通过调整钙钛矿中碘、溴、氯的含量，他们能够制造出分别吸收红光、绿光和蓝光的像素层，这些像素层在图像传感器中可以堆叠在一起，从而提高光线捕获效率和空间分辨率。

“我们正在进一步开发这项技术，从粗略的原理验证阶段迈向实际应用阶段。”Kovalenko表示。他的团队已经成功构建了两个功能齐全的薄膜钙钛矿图像传感器，并证明了这些传感器在光敏感性、色彩还原精度和分辨率方面均优于传统硅技术。此外，钙钛矿图像传感器还能消除数码摄影中的一些伪影，如去马赛克和莫尔条纹效应。

除了消费级数码相机，钙钛矿图像传感器在机器视觉领域也展现出巨大潜力。特别是在高光谱成像方面，研究人员可以精确控制每一层吸收的波长范围，从而定义更多清晰分离的颜色通道。这对于医学分析、农业和环境的自动监测等应用具有重要意义。

尽管钙钛矿图像传感器仍处于早期研发阶段，但研究人员已经证明了其微型化的可行性。他们希望进一步缩小传感器的尺寸，并增加像素数量，以推动这项技术向实际应用迈进。

“用钙钛矿制造的像素应该比用硅制造的更小。”研究团队成员Sergii Yakunin指出。然而，这也需要电子连接和处理技术进行相应的适应和优化。

更多信息： Maksym Kovalenko，《垂直堆叠单片钙钛矿彩色光电探测器》，《自然》(2025)。期刊信息： 《自然》