ไดโอดเปล่งแสงสีน้ำเงิน (LED) ซึ่งเป็นหนึ่งในสามสีหลักและเป็นแหล่งกำเนิดแสงกระตุ้น มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งานในจอแสดงผลสีเต็มรูปแบบ แสงสว่างทั่วไป และการส่งสัญญาณ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สารประกอบเพอร์รอฟสไกต์โลหะเฮไลด์ได้กลายเป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งสำหรับ LED สีน้ำเงินราคาประหยัดรุ่นใหม่ เนื่องจากมีประสิทธิภาพการเปล่งแสงควอนตัมสูง ความบริสุทธิ์ของสีสูง และกระบวนการผลิตแบบสารละลายที่ง่าย เพื่อให้ได้ LED เพอร์รอฟสไกต์สีน้ำเงินที่มีประสิทธิภาพสูง นักวิจัยได้เสนอแนวทางต่างๆ มากมาย รวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุ วิศวกรรมส่วนต่อประสาน และการออกแบบโครงสร้างอุปกรณ์ ปัจจุบัน ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก (PE) ของ LED เพอร์รอฟสไกต์สีน้ำเงินสูงถึง 26.4% แต่ประสิทธิภาพด้านพลังงาน ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้สำคัญในการประเมินการใช้พลังงานของ LED ยังคงไม่เป็นที่น่าพอใจ
เนื่องจากเทคโนโลยี LED ใช้พลังงานมหาศาลทั่วโลก และสารเพอร์รอฟสไกต์สีน้ำเงินมีการใช้พลังงานสูงกว่าเนื่องจากมีช่องว่างพลังงานกว้างกว่าเมื่อเทียบกับสารเพอร์รอฟสไกต์สีแดงและสีเขียว การปรับปรุงประสิทธิภาพการเปล่งแสง (PE) ของ LED เพอร์รอฟสไกต์สีน้ำเงินจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กโทรออปติกที่ประหยัดพลังงาน ค่า PE คำนวณได้จากสูตร PE = (π × L)/(J × V) โดยที่ L, J และ V แทนความสว่าง ความหนาแน่นกระแส และแรงดันไฟฟ้าตามลำดับ ดังนั้น เพื่อให้ได้ค่า PE สูง (ระยะการเปล่งแสง) จำเป็นต้องเพิ่มความสว่างให้สูงสุดในขณะที่ลดแรงดันไฟฟ้าที่ความหนาแน่นกระแสที่กำหนด เมื่อเปรียบเทียบกับ LED ที่ใช้ฟิล์มบางแบบผลึกหลายเหลี่ยมของเพอร์รอฟสไกต์ LED ที่ใช้ควอนตัมดอต (QD) มีแนวโน้มที่ดีกว่าในด้าน PE ที่สูงกว่า เนื่องจากตัวเปล่งแสง QD เองมีคุณสมบัติในการกักเก็บพาหะที่แข็งแกร่ง ทำให้ได้ประสิทธิภาพการเปล่งแสงใกล้เคียงกับค่าทางทฤษฎี อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้าของลิแกนด์อินทรีย์ใน QD ขัดขวางการขนส่งและการรวมตัวของพาหะอย่างรุนแรง ทำให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและส่งผลให้ PE ของอุปกรณ์เหล่านี้ค่อนข้างต่ำ
ซง จี้จง, เหยา จี้ซง และคณะจากมหาวิทยาลัยเจิ้งโจว สามารถลดแรงดันไฟฟ้าในการขับเคลื่อนและเพิ่มการรวมตัวกันแบบแผ่รังสีของ QLED สีน้ำเงินชนิดเพอร์รอฟสไกต์ได้ โดยการแทรกโครงสร้างไดโพลแบบเรียงตัวของโพลี(1,1-ไดฟลูออโรเอทิลีน) เข้าไปในชั้นเปล่งแสงของ QD ไดโพลของพอลิเมอร์ที่เกิดจาก PVDF สามารถนำอิเล็กตรอนและโฮลไปยังบริเวณตรงกลางของชั้นเปล่งแสงเพื่อการรวมตัวกันแบบแผ่รังสี ซึ่งช่วยลดแรงดันไฟฟ้าในการขับเคลื่อนของอุปกรณ์ ในขณะเดียวกัน ผลกระทบจากการดึงอิเล็กตรอนของอะตอม F บน PVDF สามารถลดการเกิด Pb²⁺ ที่ไม่ประสานกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่อะตอม H ที่สอดคล้องกันสามารถทำปฏิกิริยากับไอออนเฮไลด์ใน QD เพอร์รอฟสไกต์ ซึ่งช่วยยับยั้งการรวมตัวกันแบบไม่แผ่รังสีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ได้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ทำลายสถิติถึง 43.9 lm W⁻¹ ใน QLED สีน้ำเงินชนิดเพอร์รอฟสไกต์ พร้อมกับความสว่างที่น่าประทับใจถึง 5474 cd m⁻² นอกจากนี้ อุปกรณ์ที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมยังแสดงสเปกตรัมการปล่อยแสงที่เสถียรและเสถียรภาพในการทำงานที่ดีขึ้นอย่างมาก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันยิ่งใหญ่ของกลยุทธ์ QLED เพอร์รอฟสไกต์สีน้ำเงินที่เสนอในแอปพลิเคชันเชิงปฏิบัติ
