本发明公开了一种合成生物色素膜海水淡化装置，包括用来吸收太阳能并对富集于其上的海水进行蒸发的太阳能吸收器；所述太阳能吸收器为单面或双面涂覆有黑色素材料的纤维素膜。本发明将光热转换效率极高的黑色素材料涂覆于纤维素膜上，并利用输水纤维的毛细作用将海水富集于纤维素膜，当太阳光照射纤维素膜，由于黑色素材料的高光热转换效率，产生大量热量，从而显著提高太阳能的利用率，达到将海水蒸发并获得淡水的目的。将本发明应用于海水淡化蒸发，蒸发效率可达88％。