海水淡化技术被认为是缓解淡水紧缺的途径之一，有效解决了沙漠、海岛及沿海发达地区的“干渴”问题。然而，诸多技术需要完备基建支撑、集中式安装和大量能源供应，这些都成为制约其广泛应用的重要因素。

被动式的太阳能海水淡化被认为是解决海水淡化适应性的有效技术之一。在被动式太阳能海水淡化中，最常见的系统为单级盘式太阳能蒸馏，其理论效率约60%，但实际运行效率却只有约35%。低效率也导致该系统产水成本高且面积需求大，严重限制了其广泛使用。

徐震原和团队成员查阅文献时发现，文献中所提到的“界面蒸发”在真正应用于海水淡化实验时，效率并不高。他们分析，其中的原因就在于没有对冷凝热加以利用。

“全局传热传质优化是达到超高效太阳能海水淡化的关键。”论文通讯作者王如竹表示。通俗来讲，全局传热传质就是将每一阶段海水冷凝过程中丢失的热量作为驱动下一阶段蒸馏过程的热源，让每一阶段都充分利用前一阶段所释放的热量。

那么，技术上如何实现？研究人员猜想，如果把太阳能界面蒸发和多级冷凝热回收结合起来，肯定能有效果。但如何在小型系统装置里实现二者的有效结合，是个难题。

经过反复讨论和改良实验，研究人员最终设计出一个局部加热型多级太阳能蒸馏系统。第一层装置将吸收的太阳能高效转换为热能，并用于海水蒸发，蒸发过程产生的水蒸汽在冷凝薄板上凝结为淡水。而在后续多级装置中，前一级冷凝过程释放的热量作为热源传至下一层级，驱动蒸馏过程并获得淡水，其中最后一级冷凝产生的热能（冷凝热）将排放到海水中。

为此，局部加热型多级太阳能蒸馏系统示范装置在设计时注重便携化和小型化，由现成的廉价材料所搭建，包括玻璃盖板、铝片、纸巾和尼龙框架等。比如，将纸巾作为毛细多孔蒸发器，其成本低，还具有丰富的纤维素、纤维微孔结构。

根据预测，局部加热型多级太阳能蒸馏系统可将被动式太阳能海水淡化的效率提高至700%或800%。