Blå lysdioder (LED'er), som en af de tre primærfarver og en excitationslyskilde, har vigtige anvendelseskrav i fuldfarvedisplays, generel belysning og signaltransmission. I de senere år er metalhalogenidperovskitter blevet stærke kandidater til næste generations billige blå LED'er på grund af deres høje fotoluminescenskvanteudbytte, høje farverenhed og nemme løsningsforarbejdningsevne. For at opnå højtydende blå perovskit-LED'er har forskere foreslået forskellige strategier, herunder materialeoptimering, interfaceteknik og design af enhedsstruktur. Til dato har den eksterne kvanteeffektivitet (PE) for blå perovskit-LED'er nået så højt som 26,4%, men effekteffektiviteten - en nøgleindikator til evaluering af LED-strømforbrug - er fortsat utilfredsstillende.
I betragtning af LED-teknologiens enorme globale energiforbrug og det iboende højere energiforbrug for blå perovskitter på grund af deres bredere båndgab sammenlignet med deres røde og grønne modstykker, er det afgørende at forbedre PE'en for blå perovskit-LED'er for at designe energieffektive optoelektroniske enheder. PE-værdien bestemmes af formlen PE = (π × L)/(J × V), hvor L, J og V repræsenterer henholdsvis luminans, strømtæthed og drivspænding. For at opnå en høj PE (lysudsendelsesafstand) er det derfor nødvendigt at maksimere lysstyrken, samtidig med at drivspændingen reduceres ved en specifik strømtæthed. Sammenlignet med LED'er baseret på perovskit-polykrystallinske tyndfilm viser kvantepunkt-LED'er (QD) lovende resultater med hensyn til højere PE, fordi selve QD-emitteren har stærke bærerindeslutningsegenskaber, hvilket muliggør næsten teoretisk lyseffektivitet. De elektriske isoleringsegenskaber af organiske ligander i QD'er hindrer imidlertid bærertransport og rekombination alvorligt, hvorved drivspændingen øges og resulterer i en relativt lav PE for disse enheder.
Song Jizhong, Yao Jisong og andre fra Zhengzhou University var i stand til at reducere drivspændingen og forbedre radiativ rekombination af blå perovskit QLED'er ved at indsætte ordnede dipolstrukturer af poly(1,1-difluorethylen) i det QD-emitterende lag. Polymerdipolerne dannet af PVDF kan lede elektroner og huller ind i den centrale region af det emitterende lag til radiativ rekombination, hvilket hjælper med at reducere enhedens drivspænding. Samtidig kan den elektrontiltrækkende effekt af F-atomer på PVDF effektivt passivere ukoordineret Pb²⁺, mens de tilsvarende H-atomer kan interagere med halogenidioner i perovskit QD'erne og effektivt undertrykke ikke-radiativ rekombination. Som et resultat blev der opnået en rekordbrydende effekteffektivitet på 43,9 lm W⁻¹ i blå perovskit QLED'er, sammen med en imponerende lysstyrke på 5474 cd m⁻². Derudover udviste de optimerede enheder stabile emissionsspektre og betydeligt forbedret driftsstabilitet, hvilket demonstrerer det store potentiale af den foreslåede blå perovskit QLED-strategi i praktiske anvendelser.
