本发明公开了一种碳膜辅助的太阳能选择性吸收膜系及其制备方法。该碳膜辅助的太阳能选择性吸收膜系包括镀制在金属衬底上的氮氧化钛薄膜、无定形碳薄膜、氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜。本发明通过引入无定形碳膜，使得吸收膜系的太阳能吸收率高达98.0%，发射率可低至2.3%，具有极高的光热转换效率和集热效率，优于现有国际先进水平，可广泛应用于各种太阳能光热转换器中。与常规平板集热器吸热膜相比，加入无定形碳辅助吸热膜之后，可进一步提高膜系的太阳能吸收率，同时保持极低的发射率。本发明的吸收膜系可通过工业化磁控溅射制备方法在大面积衬底上连续镀制，实现低成本高效生产。