本发明涉及一种水伏发电材料、发电器件及其制备方法和应用，属于纳米复合材料的水发电技术领域。本发明提供一种水伏发电材料，所述水伏发电材料是在带负电的多孔超薄膜表面覆上金属层制得，其中，所述多孔超薄膜的厚度≤200nm。本发明提供一种新的水伏发电材料，所得水伏发电材料进一步制得的发电器件用于水发电时，离子溶液可实现不在金属导体的表面运动，而是穿过负电且超薄多孔的基底膜与导体相互作用从而实现水发电。本发明所得水伏发电器件可以大幅提升发电的电流，降低水伏发电器件的电阻，提高动电转换；发电电流可提升至10～15μA，器件电阻降低至30～400Ω。