本发明公开了一种光热转换硫化铜复合薄膜在水处理中的应用，其是用于海水淡化或污水处理；其中光热转换硫化铜复合薄膜是在黑色海绵状多孔聚乙烯薄膜表面生长有可进行太阳能光热转换的缺陷型硫化铜纳米颗粒。本发明的复合薄膜由独立的亲水性薄膜与光热转换材料结合制成器件，表面多孔、高度亲水、能浮于水体表面，协同薄膜表面硫化铜纳米颗粒的太阳能光热转换性能，使其能应用于自然界水的蒸发过程，并大大提高了太阳能蒸发水的效率，可广泛应用于污水处理、海水淡化、水体循环等，有利于实现能源的有效利用和对环境的保护。