▲ 수상자 : 김광배(김호준)

□ 수상소감

우선 저희 이미지를 좋게 평가해주셔서 감사합니다. 수분에 취약한 페로브스카이트 태양전지를 연구하면서 우연하게 발견한 이미지를 통해 우수한 성과가 나와서 대단히 기쁩니다.

저희가 연구한 페로브스카이트 국화정원은 목적한 바를 이루지 못한 일종의 실패지만, 한편의 그림과 같은 이미지로 생각하고, 작품을 제출하였습니다. 연구의 본래 목적은 아니지만 발현된 이미지가 국화와 같은 이미지를 IBS art in science에 공유 할 수 있는 값진 경험까지 이어진 기회가 온 것이 감사할 따름입니다.

□ 어떤 연구를 하고 있나요?

저희 연구실에서는 페로브스카이트 태양전지와 귀금속 및 주얼리 관련 연구를 하고 있습니다. 태양전지는 태양에너지를 이용하여 전기에너지로 바꾸는 소재이며, 친환경에너지로 화석연료를 대체 할 에너지로 주목 받고 있고, 현재 신재생에너지 중 태양전지는 세계적으로 많이 연구되고 있습니다.

특히 3세대 태양전지로 분류되는 페로브스카이트 태양전지의 경우, 기존의 실리콘 태양전지에 비해 가격 경쟁력이 우수하고, 간단한 공정으로 제작할 수 있는 장점이 있습니다. 또한 페로브스카이트는 유기 양이온, 금속 양이온, 금속 음이온으로 구성되어 있는 3차원 결정구조를 가지고 있습니다. 귀금속과 주얼리 연구는 귀금속 분야와 주얼리 연구에서 주로 경험적으로 발견되는 현상을 공학적으로 분석하고 해석하는 연구를 진행하고 있습니다.

□ 제출한 작품은 어떤 연구 중에 나온 이미지, 영상인지 작품에 대해 설명해주세요

본 연구에서는 glass/FTO/TiO2/ZrO2/페로브스카이트/카본전극 구조의 페로브스카이트 태양전지 소자를 제작했습니다. 페로브스카이트는 무기물인 PbI2와 유기물인 MAI를 혼합한 용액을 제작하고, 용액을 드롭하고 100℃ 30분 열처리하여 제작했습니다. 본 이미지는 페로브스카이트 결정이 형성이 될 때 PbI2의 결정성장속도가 MAI의 결정성장속도가 상이하여 나타난 현상이며, MAI 과잉 상의 이미지입니다. 이는 PbI2와 MAI가 1:1로 결합하면 MAPbI3라는 페로브스카이트 결정구조가 형성되는데, 본 이미지는 국부적으로 MAI가 많은 부분에서 마치 꽃 모양과 같은 이미지가 나타났고, PbI2의 고유색인 노란색이 나타나면서 국화와 유사한 모양이 확인한 것입니다.

□ 작품에 나온 이미지를 연구과정 중 발견했을 때 감정, 느낌은?

작품의 이미지는 본래의 목적한 바에 비하면 실패라고 할 수 있습니다. 학술적으로 목적한 바를 이루지 못한 부분이고, 실험에 성공하지 못한 부분이지만 재료의 결정 성장 속도의 상이함과 재료의 비율 차이에 의해 나타난 이미지가 마치 국화를 연상시켜서, 국화정원으로 해석하였습니다.

이러한 결과는 실패를 용인하지 못하며, 1등과 성공만 기억하는 현대사회에서 실패에서도 배울 수 있는 것이 있다는 긍정적인 메시지라고 생각됩니다. 위대한 발견은 언제나 실패속에서 피어나듯 본 연구에도 한줄기 희망이 되어줄 것과 같은 느낌이 들었습니다.

□ 제출한 작품을 연구할 때, 어려웠던 점은 무엇이었나요?

본 연구에서는 페로브스카이트 결정이 형성이 될 때 PbI2의 결정성장속도가 MAI의 결정성장속도가 상이하여 나타난 현상으로, PbI2와 MAI가 1:1로 결합하면 MAPbI3라는 페로브스카이트 결정구조가 형성되지만 PbI2의 결정성장속도가 MAI의 결정성장속도가 상이하게 나타나는 원인들을 규명할때의 어려움이 존재하였습니다. 또한 습도에 민감한 페로브스카이트를 연구할 때 실험을 하려고 하면 비가 와서 습도가 높아져서 외부환경에 의한 어려움이 많았습니다.

□ 기타 하고 싶은 말 ex) 진로와 향후계획, 연구자가 되기로 결심하게 된 계기

화석연료를 대체 할 에너지 중 하나로 손꼽히는 태양전지 분야 발전에 대해 조금이나마 보탬이 되고자 하여 연구자가 되기로 결심하였습니다.

추후 연구를 지속하여 페로브스카이트 태양전지가 상용화가 될 수 있도록 이바지 하겠습니다.