本发明涉及太阳能转化技术领域，尤其涉及一种光热蒸汽转化装置及其制备方法和应用。本发明提供了一种光热蒸汽转化装置，包括包裹有棉织物的泡沫隔热层和光热转化层；光热转化层包括棉织物层、位于所述棉织物层上表面的炭黑涂层和位于所述棉织物层下表面的疏水涂层；所述疏水涂层与包裹有棉织物的泡沫隔热层接触；所述疏水涂层的材料为聚偏氟乙烯共聚六氟丙烯和十七氟癸基三乙氧基硅烷的混合物。所述光热蒸汽转化装置中的疏水涂层和棉织物层可以构造粗糙度梯度和疏水‑亲水梯度，使所述光热蒸汽转化装置具有单向导水功能和隔热功能；使供水速率和吸收太阳能后水的蒸发量相匹配，降低热损耗，提高体系的利用率。