本发明公开了一种复合光催化薄膜材料，是由Cu₂O薄膜和WO₃薄膜多层复合而成，结构通式为[Cu₂O/WO_3‑x]_n，其中x表示氧空位，0≤x<1，n表示复合镀膜的层数，n为1～7的正整数。具体制备时，Cu₂O薄膜和WO₃薄膜的多层复合可通过直流磁控溅射镀膜实现。本发明的复合光催化薄膜材料在太阳能光热转化利用、膜层自清洁、光催化降解废水处理及有机灰尘处理中的应用。本发明利用二元的Cu₂O量子点特性与二元的WO₃的纳米材料的能带结构，实施二类材料在纳米尺度的掺杂，构造出纳米复合多层光催化功能薄膜，为结合了光热、自清洁和光催化三种性能的多效能薄膜材料，既有较低的反射率和较好的光致亲水性，也拥有优秀的光催化性能。