지난 기사에서 차세대 태양전지인 페로브스카이트에 대한 기사를 썼는데요. 

(https://www.chemworld.kr/contents/view/7094)

오늘은 페로브스카이트의 효율을 세계 최고로 올린 카이스트 생명과학공학과 서장원 교수님과 인터뷰를 진행하였습니다. 

(출처: https://www.hankyung.com/it/article/2021022495821)

최인우 기자: 안녕하세요? 시간 내 주셔서 감사합니다. 저는 화학기자단의 최인우 기자입니다. 

서장원 교수님: 안녕하세요, 화학기자단 여러분!

최인우기자: 교수님께서는 어떻게 화학자라는 직업을 선택하셨는지, 또 화학자가 되시기 위해 어떠한 노력을 하셨고, 어떤 과정을 거치셨는지 궁금합니다.

서장원 교수님:  박사 과정에서 유기전자 소재 합성 및 응용에 대한 연구를 하게 되었습니다. 박사를 끝마치고 미국의 버팔로 대학에서 태양전지 연구를 시작하였습니다. 사실 이 분야는 저의 박사학위 연구 주제는 아닙니다. 하지만 박사를 끝내고 유기 및 고분자 합성을 기반으로 삼아, 무기나노 소재에 이르는, 저 개인에 있어서는 새로운 분야에 다시 도전하였고 이를 계기로 화학공학 분야 중 에너지-환경 분야(태양전지)에 대한 연구를 추진하게 되었습니다. 저의 이러한 경력은 무기, 유기, 고분자 소재 전반에 대한 이해가 필요한 페로브스카이트 태양전지를 연구하는데 많은 도움이 되었습니다.

최인우 기자: 아~ 교수님께선 그럼 화학자 중에서도 화학공학자이신 거군요. 구체적으로는 무슨 일을 하는 직업인가요? 

서장원 교수님: 화학공학 분야는 화학 제품의 설계-생산-공정-관리-운용 등 관련된 전 분야를 다루는 공학이며 기존 전통 화학공정, 화학촉매 등을 시작으로 현재, 바이오-나노-환경에너지 분야 등으로 확대 되어 가고 있습니다. 최근 기후변화, 탄소중립으로 인해 이산화탄소 저감, 수소 생산, 친환경 에너지 분야 (태양광, 이차전지, 연료전지 등)에 있어 화학공학 분야의 발전 가능성은 더욱 증대되고 있고 코로나 팬데믹으로 인해 생명화학공학 분야의 연구 필요성도 절대적입니다. 

최인우 기자: 신기하군요,  그 과정에서 힘드셨던 점, 깨달으신 점은 무엇인가요? 

서장원 교수님: 박사학위과정, 박사후 연구원, 한국화학연구원을 거치면서 중요한 시점에 현실에 안주하지 않고 새로운 분야에 도전해 왔기 때문에 현재의 제가 있을 수 있는 것 같습니다. 그리고 혼자서는 절대로 할 수 없다는 것도 알았습니다. 훌륭한 동료들과 머리를 맞대고 함께 고민했던 수많은 시간들이 결국 대한민국의 과학기술을 성장시키는 소중한 시간이었습니다.

최인우 기자: 좋은 말씀 감사합니다. 그럼 구체적으로 페로브스카이트 태양전지의 작동 원리에 대해 간단히 설명해주실 수 있나요? 제가 자료를 찾아봤는데 어려웠어요.

서장원 교수님: 일반적으로 태양전지는 태양광을 흡수하여 전기 에너지로 변환하는 소자이고 이러한 기능을 수행하는 광활성층 소재가 중요합니다. 지금까지 주로, 실리콘, 무기화합물 반도체 소재가 이용되었고 유기염료, 유기고분자, 무기양자점 등이 차세대 소재로 활용되어 왔습니다. 그러한 가운데 2009년에는 유기염료 태양전지 소자 구조에서 염료 대신, 페로브스카이트 소재를 광활성층으로 전자수송층 TiO₂(이산화타이타늄) 나노입자 표면에 도입하게 되었습니다. 빛 흡수 후 여기된 전하는 분리되어 전자-정공으로 각각 전자수송층과 정공수송층을 통해 각각의 전극으로 이동하여 전류가 발생합니다.

최인우 기자:  아.. 어렵네요. 저희 학교에도 옥상을 다 덮은 태양전지가 있는데 실리콘인 거 같아요. 더 공부를 해 봐야 할 거 같네요.  그럼 세계 최고 논문이라고 할 수 있는 네이처의 표지논문으로 교수님의 논문이 실리신 소감이 어떤가요? 

서장원 교수님: 연구자 입장에서 매우 영광스러운 일이었습니다. 이번 논문이 네이처에 실리기까지의 과정을 보면 얼마나 긴 시간 동안 노력을 해 왔는지 알 수 있을 것 같아요. 2018년 당시 중국에게 뺏긴 세계최고인증효율을 다시 찾아오기 위해 노력해 왔던 시간으로 거슬러 올라가 수많은 실패와 노력 끝에 2019년에 2번 세계최고인증효율을 얻는 데 성공했고 이를 바탕으로 논문을 작성할 수 있었습니다. 네이처에 게재되는 것만 해도 영광이었는데, 표지논문으로 실리면서 대한민국 과학기술의 역량을 전 세계에 알릴 수 있게 돼서 더욱 감개가 무량했습니다. 

최인우 기자: 와! 정말 힘든 과정을 거쳐 지금의 성과를 내신 거네요. 존경스럽습니다. 오늘 인터뷰 감사합니다.

다음 기사는 서장원 교수님을 직접 만나서 화학자가 꿈인 제가 개인적으로 궁금한 내용들을 중심으로 인터뷰 하는 기사를 올리겠습니다.

기대해 주세요. 

지금까지 원소 전문 기자 최인우였습니다. 

(참고: 이 인터뷰는 서장원 교수님께 이메일로 질문을 보내고, 답변을 받았습니다. 그래서 내용이 어려울 수 있습니다.

만나서도 진행했는데 시간이 부족해서 추가로 답변을 받아서 기사처럼 다시 구성하였습니다.)