本发明公开了一种光催化复合薄膜及其制备方法，以聚多巴胺薄膜为底膜其上依次生长有金薄膜和硫化物薄膜；PDA层和后续生长的Au层使得复合材料光谱吸收范围宽，可以延伸到红外二窗波段，赋予了该薄膜优异的光热效应，PDA层和Au层提高了薄膜的光热效应，从而提升Au被光激发后还原单质硫以生长半导体硫化物的效率，使得整个复合薄膜的光催化活性提高，聚多巴胺具有优良的还原特性，可以充当电子给体的作用，通过聚多巴胺自身官能团的实时变化削弱了硫化物在光催化反应过程中的光腐蚀作用，提高光催化复合薄膜的稳定性。