올해 9월 인하대학교 화학과 조교수로 임용된 김희선 교수는 우리 대학에서 화학공학부 학사와 에너지과학과 박사학위(지도교수 박남규)를 받고 스위스 로잔공대에서 박사 후 연구원으로 3년 동안 재직 한후 인하대 화학과에 부임했다.

김희선 교수는 페로브스카이트 태양전지를 세계 최초로 개발하고, 태양전지의 구동 원리 이해, 효율 및 안정성 증대를 연구해 박사 학위를 받았다.

김희선 교수의 전공은 할라이드 페로브스카이트 물질을 중심으로 차세대 나노 소재를 연구하고, 소재의 물리적 특성에 따라 적합한 전기적 소자에 응용하는 것이다. 미래의 에너지 관련 소자 및 다양한 전기적 소자의 성능 기대에 따른 새로운 소재에 대한 필요성이 증대되고 있고, 이에 부합하는 소재를 디자인하여 개발하는 구동원리를 아는 것이다. 이는 차세대 소자의 개발과 발전에 기반이 되고 기술을 주도해 나갈 잠재력 있는 분야다.

김희선 교수가 연구하는 페로브스카이트 태양전지는 2012년 개발 후, 소재의 우수한 성능과 큰 잠재력을 바탕으로 전 세계적인 관심을 끌며 연구 동력을 집중시켰다. 그 결과, 2019년 현재 25.2%의 광변환 효율에 도달하며, 결정성 실리콘 태양전지의 성능에 매우 근접한 독립적인 연구 분야로 패러다임을 이동시키며 성장했다.

그는 미래의 유망한 차세대 기술로 선정되어 주목받는 페로브스카이트 태양전지의 초기 개발에서부터 현재 성숙한 단계의 성능 및 안정성 향상에 기여하는 연구를 꾸준히 하고, 소재의 우수한 광전기적 특성을 이용해 다양한 전기적 십자로서의 발전 가능성을 탐색하고 있다.

그는 학부 때부터 학위를 받을 때까지 20대 전체를 성대에서 보내면서, 학교가 발전하는 모습을 질적인 측면 뿐 아니라 시각적인 측면에서 실감할 수 있었던 것이 흥미로웠다고 말했다. 산학협력센터와 N센터가 올라가고, 기존 건물의 보수 공사들이 진행되면서 학교의 성장을 계속 지켜볼 수 있었고, 졸업한 친구들이 학교를 방문했을 때 놀라워하는 모습을 볼 때마다 학교에서 지냈던 시간을 거꾸로 세어 보았다. 학부 시절부터 기숙사에서 생활하면서 대학원생 시절까지 지내다 보니, 예관과 신관 뿐 아니라 의관까지 모든 기숙사를 다 거쳐 갈 수 있었던 것도 기억에 남는다고 했다.

학생 시절 연구실 생활은 밤낮없이 시간적인 할애를 중요시하는 분위기라 힘들었다. 하지만 그 시간에 서로에게 힘이 되면서 같이 보내고 나니 누구보다 의지가 되고 믿음이 가는 소중한 사람들을 얻을 수 있었다. 특히 지도 교수에 대해서는 연구에 대한 열정이 넘치고 그만큼 실험실에서는 연구의 열정에 비례해 엄격했지만, 실험실 밖에서는 아버지 같은 부분을 많이 느꼈다고 한다. 항상 당신의 학생이 잘 성장했으면 하는 바람을 가지고 가까이서 정성스럽게 지도해 주셨다고 말했다.

원래는 유학을 가려고 연구실 생활을 경험해보고 싶었다. 학부연구생으로 지도교수에게 갔는데, 나중에는 너무 자연스럽게 석박통합과정 학위까지 이어지게 됐다. 그 당시에는 코앞의 일들로 바빠서 다른 생각할 여유가 없었지만 유학을 가지 않고도 얻은 값진 경험과 실적, 배움이 기반이 되어 점점 성장할 수 있었다.

스위스 EPFL (로잔공대)에서 한 포닥 생활은 순조로웠다. 지도교수에 따라 연구실 환경이 다르고 차이가 나겠지만, 스위스의 전반적인 가치가 삶의 균형을 중시해서 여유롭게 연구실 생활을 했다. 그만큼 누구도 강요하지 않아서 스스로 하는 태도가 확립돼야 하고, 슈퍼바이저의 지도도 대부분 덜 적극적이다. 로잔공대의 시스템이 더 체계적 일수는 있지만, 성대의 프로세스보다 느려서 연구가 궤도에 오르는데 시간이 걸리는 것이 일상적이다. 반면, 로잔공대는 안전에서는 매우 엄격하며, 폐기물 관리와 안전점검 및 교내 안전관리 위기 대응팀이 체계적이라고 한다.

그에게 교수로서 하고 싶은 일과 연구하고 싶은 것에 대해 물었다. “학생들과 생활하면서 학생들이 과학에 대한 관심과 흥미를 이어 가도록 지도해 많은 학생들이 배움의 연장선상에서 직업을 갖게 도와주고 싶습니다. 연구실 내에서는 학생들과 함께 연구에 대한 태도와 방법을 토의하면서 다양한 연구분야에서 잠재력을 발휘할 수 있도록 멘토가 돼주고 싶고, 특히 여학생들의 참여를 응원하고 싶습니다.”

연구내용에 관해서는, “연구 개발에 참여한 페로브스카이트 태양전지 분야 이외에도, 소재의 모폴로지 엔지니어링을 통해 기능성을 확장하고 새로운 특성을 유도하여 새로운 소자로의 적용성을 연구하고자 합니다. 이러한 결과들이 크게는 사회에 기여하고 보탬이 될 수 있는 연구가 되기를 바라고 있습니다.”라고 말했다.

그는 교수로 임용되는데 국내박사, 비서울대, 여성이 3대 걸림돌이라는 얘기를 최근 들었다고 한다. 세 가지 요건에 다 해당하는 김 교수 입장에서 그는 경험한 바에 비추어 후배들에게 몇 가지 당부의 말을 보냈다.

“요즘은 한국의 교육 환경도 많이 향상되어, 국내에서 학위를 하고 외국으로 포스닥을 갔을 때 출신 학교나 나라에 대한 네임밸류 때문에 피해를 받는다고 느낀 적은 없었던 것 같습니다. (보통 출신학교보다 어느 그룹에서 학위를 했냐는 등, 지도교수님이 식별표로 따라다닙니다) 오히려, 지도교수님의 타이트한 환경에서 뒤처지지 않는 실적을 갖출 수 있었고, 밀착 지도 아래 연구 디자인 및 논문 작성에 관한 모든 세세한 프로세스까지 알고 있어서 자유 방임형인 유럽에서도 스스로 연구를 시작하고 마무리할 수 있었던 것 같습니다.

국내 학위과정 동안 연구재단 및 학교에서 지원을 받아 경제적 어려움 없이 학위를 받은 것도 큰 장점이었던 것 같고, 한국에 돌아와서도 특유의 분위기에 비교적 쉽게 적응할 수 있었던 것 같습니다. 유학은 자기를 보여줄 수 있는 이전의 연구실적 없이 우수한 연구실에 들어가기 어렵고, 펀드 등 경제적으로도 고민 할 부분이 많은 것 같습니다.

하지만, 일단 기회를 잡고 해외에서 우수한 연구실에서 유학 할 경우 평균적으로 미래에 더 많은 기회가 있는 것 같습니다. 하고 싶은 일에 따라 학사가 끝나면 취업 또는 학위를 잘 선택하시길 바랍니다. (이공계 취업은 학위 유무에 따라 달라지는 것이 보직이라고 생각합니다. 생산라인 및 기타사업부 vs 연구·개발) 만약 국내에서 학위를 받기로 결정하셨다면 신중하게 지도교수님을 만나 좋은 양질의 문을 만드는 것이 가장 중요한 것 같습니다.

더불어, 국제적인 네트워크를 가진 연구실에 합류하세요. 다양한 국제공동연구 기회도 얻고 자연스럽게 가장 기본이 되는 영어에도 자주 노출될 수 있는 곳에서 학위를 하면 이상적인 것 같습니다. 무엇보다 자신이 하고 싶은 일을 발견하고 이룰 수 있기를 응원하겠습니다.“