近年来,水资源短缺问题日益严重,在现有淡水生产方法普遍存在高耗能和环境问题的情况下,非常有必要开发一种低能耗、环保的方法。太阳能界面水蒸发作为近年来兴起的一项新技术,被认为是一种成本低、基础设施依赖度低、环保的先进淡水生产方法。然而,仍存在着一些问题限制着太阳能界面水蒸发技术的实际广泛应用,如表面盐结晶抑制蒸发性能、系统内的能量利用不充分等。因此亟需开发多功能型蒸发器以解决上述问题。本研究通过计算机模拟引导进行结构设计,并利用生物质衍生炭和水凝胶复合材料的合理设计制备了新型蒸发器,实现了太阳能界面水蒸发器的多功能性。本论文的具体研究内容如下:（1）利用计算机光路模拟,设计了一种竖直阵列吸光结构,以此实现光的高效吸收。具体是以竹叶衍生炭作为光热材料,按照吸光结构排列,再通过水凝胶的填充,形成竖直、连续的水分输运结构。所制备得到的蒸发器集光吸收、光热转化和水分输运于一体,展示出优异的水蒸发性能,蒸发速率达到1.75 kg m-2 h-1。同时,由于其高效的水分输运性能,该蒸发器的蒸发速率在24 h连续光照下仍能保持稳定,且表面不会产生明显的盐结晶。本文基于计算机光路模拟所设计的竖直阵列蒸发器结构兼具优异的水蒸发性能、综合水处理性能和长期耐盐性,具有广阔的应用前景。（2）利用计算流体力学模拟,设计了一种非对称结构。分别以天然竹纤维和碳化竹纤维为原材料,通过将二者与水凝胶复合,制备得到蒸发器所需的水分输运材料和光热材料,并进一步将二者不对称组合以制备非对称蒸发器。由于合理的尺寸和结构设计,该蒸发器的水分蒸发速率优异,可达1.79 kg m-2 h-1,同时还具备优异的综合水处理性能。此外,独特的结构设计使得蒸发器在进行水蒸发的同时实现非对称生产盐和发电功能,最终获得了集蒸发、盐收集和发电于一体的多功能蒸发器,为未来多功能高性能太阳能界面蒸发器的设计与实现提供了借鉴,具有重要的指导意义。