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신진
연구자

연구초보자에서 세계 최고 학술지 ‘네이처’ 제 1저자로

전남중 (한국화학연구원 광에너지융합소재연구센터)
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박사학위를 마친 연구자가 대학이나 연구소 등에 안정적인
자리를 잡고 연구에 매진하기는 쉽지 않다.

특히 해외나 국내의 유명 대학을 졸업한 것이 아니라면 더욱 그러할 터. 한국연구재단의 2017 '올해의 신진 연구자'로 선정된 전남중 연구원 또한 쉽지 않은 일에 도전한 이들 중 한 명이었다. 지방 국립대 박사를 졸업한 뒤 한국화학연구원의 포스닥(박사 후 연구원)에 지원할 때만 해도 연구초보자였던 전남중 연구원. 하지만 그는 열정과 노력으로 한국연구재단의 대통령 포스닥 펠로우십 사업과 한국화학연구원의 정규직에 도전했고, 둘 모두를 거머쥐었다.

Profile

주요
연구분야
  • 고효율 및 고내구성을 갖는 페로브스카이트
    태양전지 개발
  • 대통령 Post-Doc. 펠로우십 사업
  • 한국화학연구원 광에너지융합소재연구센터
  • 선임연구원

차세대 태양전지를 위한 연구

전남중 연구원은 화학연 포스닥 과정을 가리켜 “인생에서 가장 열심히 살았던 시기”라고 말한다.

초분자화학으로 박사학위를 받은 그가 포스닥 과정에서 조인하게 된 연구 그룹은 전공과 달리 유·무기 하이브리드 페로브스카이트(perovskite) 태양전지를 연구하는 곳이었다. 낯선 분야에서 그는 전공과 연관 지어 유기 물질에 대한 좋은 아이디어를 도출해 냈고, 태양전지에 적용해 우수한 특성을 갖는 차세대 태양전지를 개발했다.

세계 최고 효율 인증 후 YTN 취재자료

  • 세상의 빛이 될 연구                     

    태양전지는 기후변화에 대응하기 위해 반드시 필요한 신재생에너지입니다. 하지만 현재 태양전지 시장의 90% 이상을 차지하고 있는 결정질 실리콘 태양전지의 경우, 효율이 25% 정도로 높은 편이지만 고난도의 제조공정 때문에 제작가격이 비싸다는 단점이 있습니다. 이런 문제를 해결하기 위해 저렴하면서도 효율이 높은 페로브스카이트 태양전지에 대한 연구가 수행되고 있는데요. 페로브스카이트 태양전지는 극성 용매에 용해된 용액을 인쇄공정이 가능한 장치로 코팅하여 제작할 수 있는 등 제조공정이 간단하고, 소량의 태양광에도 반응하여 에너지를 생성할 수 있습니다.

  • 저비용·고효율 페로브스카이트 태양전지 기술 개발

    페로브스카이트는 양이온과 음이온, 할로겐화물(혹은 산화물)이 독특한 결정 구조를 가진 물질입니다. 저희 연구팀은 유·무기 하이브리드 페로브스카이트 물질 개발과 이를 적용한 신규 소자 구조 개발 그리고 소자 제작을 위한 공정기술 개발로 저렴하면서도 높은 효율의 태양전지를 개발하고 있습니다. 그 결과, 저희 페로브스카이트 태양전지는 미국 재생에너지연구소(NREL)가 공인하는 태양전지 효율 차트에서 지난 2015년 16.2%, 17.9%, 20.1%로 3번 연속 세계 최고 효율을 갱신하고, 2016년 22.1% 효율을 얻은 데 이어 2017년 22.7%로 5번째 신기록을 달성했습니다.

    NREL 태양전지 효율 차트에서 세계 최고 효율 갱신

    현재 이 기술은 기업에 이전되어, 공동연구를 통해 상용화 가능성을 타진 중인데요. 고효율과 고내구성 그리고 대면적화가 이루어져 상용화가 되면 저가로 제작이 가능해 신재생에너지 분야의 다양한 산업에 기여할 것입니다. 또한, 상용화를 통해 막대한 기술적 이익을 얻을 수 있을 것으로도 기대됩니다.

지금의 내가 있기까지

네이처(Nature)와 사이언스(Science)는 연구자들이 자신의 연구결과를 발표하고 선취권을 인정받기 원하는 대표적인 과학 전문지다.

전남중 연구원은 현재까지 29편의 국제학술논문을 출판 완료했으며, 이 논문들 중 다수가 네이처(Nature), 사이언스(Science) 등에 발표됐다. 그 뒤에는 중도에 포기하고 싶을 때마다 정신적, 재정적으로 도움을 준 이들이 있다.

미국 뉴포트에서 동료 연구자들과

  • 연구자의 길에서 만난 사람

    태양전지 연구를 수행할 때 현재 UNIST 특훈 교수로 재직 중이신 석상일 박사님께서 많은 도움을 주셨습니다. 사실 연구라는 것이 다 잘 될 수 있는 것이 아닙니다. 여러 방법을 적용하는 과정에서 실험이 잘 되지 않는 경우도 많죠. 그래서 중도에 포기하고 싶은 경우가 많았는데, 석상일 교수님께서 끈기를 갖고 해보라고 말씀하셨습니다. 사실 네이처(Nature)에 발표했던 연구 내용 중에 이번까지만 해보고 실패하면 그만 하자고 했던 연구도 있었어요. 결국 집요하게 파고들어 성공시킨 결과, 저희 그룹에서 처음으로 네이처에 발표할 수 있었습니다.

  • 나에게 대통령 포스닥 펠로우십 사업은

    저는 포스닥 과정 중에 얻었던 연구 실적을 바탕으로 한국연구재단의 대통령 포스닥 사업에 도전했고 선정됐는데요. 대통령 포스닥 사업은 인건비를 넉넉히 지원해주고, 5년 동안 안정적으로 연구할 수 있도록 지원해 주기 때문에 포스닥에게 가장 좋은 연구 지원 프로그램이라고 생각합니다. 연구자로 가는 길목에서 연구비와 생계비를 동시에 해결할 수 있어서 연구에 집중할 수 있었고, 그 결과 좋은 연구성과를 낼 수 있었죠.

    2017 올해의 신진연구자상 시상식에서

    또한, 재단의 2017 '올해의 신진 연구자'에 선정되기도 했는데요. 시상식 당일 재단에 도착해보니 매우 의미 있는 상이라는 것을 알 수 있었습니다. 더욱더 연구에 매진하라는 일종의 채찍과 같이 느껴지기도 했고요. 특히, 이 상은 제가 잘한 부분도 있지만 동료들이 많은 도움을 준 덕분에 수상할 수 있었다고 생각합니다. 사실 저보다도 주변 사람들이 더 많이 기뻐했고, 축하해 주었죠. 큰 상에 부응할 수 있도록 앞으로도 연구에 정진해 더 훌륭한 연구자가 되겠습니다. 재단에서도 도전적인 연구를 하고 있는 신진 연구자들에게 더 많은 기회가 갈 수 있도록 연구비를 대폭 향상해 주셨으면 좋겠습니다.

내가 꿈꾸는 연구자

전남중 연구원이 전공과 다른 에너지 분야에 관심을 갖게 된 것은 박사시절 지도 교수님 때문이었다. 지도교수님은 유기 화학자였지만 수업시간 및 연구지도 시에 에너지에 관련된 이야기를 많이 해주셨다고 한다. 그는 6년의 학위과정동안 좋은 논문을 쓰지는 못했지만 유기 합성의 기본기를 탄탄히 했고, 그 결과 현재 태양전지 연구에서 좋은 성과를 낼 수 있었다. 새로운 분야에 대한 과감한 도전, 그리고 전공과 접목할 수 있는 부분을 찾으려고 했던 창의적인 생각 덕분이다.

한국전기전자 학회 발표

과학기술인 세대간 대화 참석 후

  • 나는 연구할 때 [보지않고 관찰] 한다

    연구는 보는 것이 아니고 관찰하는 것이라고 생각합니다. 어떤 현상이 발생하면 다 이유가 있기 때문에 저는 평소 실험 할 때 사소한 것이라도 간과하지 않는 습관이 있습니다. 이 관찰을 통해서 페로브스카이트 태양전지를 고효율화 시킬 수 있는 방법을 찾아냈다고 생각합니다.

  • 나는 [동료와의 협력을 통해 국가 발전에 기여하는] 연구자를 꿈꾼다

    연구자라면 누구나 세 가지 정도의 꿈을 꿀 것 같습니다. 첫째는 네이처(Nature), 사이언스(Science)에 논문을 발표하는 것이고, 둘째는 연구하는 분야가 상용화가 되는 것이고, 마지막으로는 후학을 양성하는 것입니다. 저는 첫 번째는 달성하였고, 두 번째는 가장 가까운 미래에 달성하고 싶고, 이후에 기회가 된다면 후학 양성에 힘써보고 싶습니다.

전남중 선임연구원

한국화학연구원 광에너지융합소재연구센터

전남대학교 화학과에서 양이온 및 음이온 형광 이온 센서에 대한 내용으로 석·박사를 졸업했다. 그 후 한국화학연구원에서 포스닥 과정을 거쳐 현재 한국화학연구원의 선임연구원으로 재직 중이다. 주요 연구분야는 페로브스카이트 물질을 이용한 고효율 및 고내구성을 갖는 태양전지 개발이다. 현재 한국연구재단의 대통령 포스닥 펠로우십 사업을 지원받아 연구를 수행 중이다.