本发明公开了一种太阳能取水发电装置及取水发电方法，该装置中，用于聚集太阳光的聚光冷却板封闭包围开口，海水水箱和聚光冷却板之间形成至少一个淡水收集通道；阳离子交换膜包括产生光电泊效应的半导体薄膜主体、设在半导体薄膜主体朝向聚光冷却板的第一侧的纳米颗粒和用于从第二侧输送海水到第一侧的毛细输水导管，半导体薄膜主体设有阳离子选择性通道，太阳光经由聚光冷却板照射阳离子交换膜以及纳米颗粒，使得第一侧的第一温度、第一海水浓度和第一电势高于相对于第一侧的第二侧的第二温度、第二海水浓度和第二电势，蒸发的海水冷凝后经由淡水收集通道进入淡水水箱，阳离子经由阳离子选择性通道从第一侧定向迁移到第二侧以形成离子电流。